用于蒸气产生装置的感应加热组件的制作方法

本发明涉及一种用于蒸气产生装置的感应加热组件。背景技术：1、将物质加热而不是燃烧来产生供吸入的蒸气的装置近年来受到消费者的欢迎。2、这样的装置可以使用多种不同途径中的一种途径来为物质提供热量。一种这样的途径是，简单地设置加热元件，向其提供电力以使得元件进行加热，该元件进而加热该物质以产生蒸气。3、实现这种蒸气产生的一种方式是提供一种采用感应加热方法的蒸气产生装置。在这样的装置中，该装置设有感应线圈(下文中还被称为感应器和感应加热装置)，并且蒸气产生物质设有感受器。当使用者激活该装置时，将电能供给感应器，该感应器进而产生电磁(em)场。感受器与场耦合并且产生热量，该热量传递给物质，并且在该物质被加热时产生蒸气。4、使用感应加热来产生蒸气有可能提供受控的加热，并且因此提供受控的蒸气产生。然而，实际上，这种途径可能导致在蒸气产生物质中不知不觉地产生不合适的温度。这样可能浪费电力而使操作变得昂贵，并且具有使部件损坏或者使得蒸气产生物质的使用无效的风险而给期望使用简单可靠的装置的使用者带来不便。5、以前已经通过对装置中的温度进行监测来解决此问题。然而，已经发现这些温度是不可靠的并且无法代表实际产生的温度，从而进一步降低了这种装置的可靠性。6、本发明寻求克服至少一些上述问题。技术实现思路1、根据第一方面，提供了一种用于蒸气产生装置的感应加热组件，该加热组件包括：感应线圈，加热隔室被限定在该感应线圈的径向内部，用于在使用中接纳包括可汽化物质和可感应加热感受器的本体；以及温度传感器，该温度传感器在该加热隔室的端部处抵靠着该加热隔室的侧部位于该感应线圈的中心纵向轴线上，其中，该感应线圈被布置成在使用中加热该感受器，并且该温度传感器被布置成在使用中监测与从该感受器产生的热量相关的温度。2、(注意，术语“加热隔室的侧部”在此用于包括加热隔室的轴向端部)。3、我们已经发现，通过将感应线圈定位在这个位置，在能够准确测量温度与减少由温度传感器产生的信号中由感应线圈生产生的em场引起的噪声之间实现了适当的平衡。因此，这使所监测的温度的准确度提高，同时也可以提高所监测的温度的精度，并且因此为定位温度传感器提供了最佳位置。将温度传感器与产生热量的地方分离并在传感器与em场源之间具有间隙，将减少由温度传感器产生的信号中的噪声，这将可以提高所监测的温度的精度。然而，这降低了任何所监测的温度的准确性，因为温度传感器距产生热量的地方更远。另一方面，通过将温度传感器定位在感应线圈的轴向中心，由于那个位置处的em场强度更大，噪声量增加。这由此降低了能够实现的精度，即使所监测的温度更有可能代表通过加热实现的温度。4、如上所阐述的短语相对于加热隔室“被定位成抵靠着其侧部”旨在是指温度传感器被定位在加热隔室的侧部处。例如，这个短语旨在是指与加热隔室的中部或平行于加热隔室的穿过加热隔室的中部的侧部的平面相比，温度传感器的所有部分可能更靠近加热隔室的侧部。5、感受器可以包括但不限于铝、铁、镍、不锈钢及其合金(例如镍铬合金)中的一种或多种。通过在其附近施加电磁场，感受器由于涡电流和磁滞损耗而可以产生热量，从而引起电磁能到热能的转换。6、感应线圈可以具有能够在使用中向感受器提供热量的任何形状。典型地，感应线圈具有圆柱形形状。这提供了em场，与可用其他线圈形状产生的场相比，该场在线圈的径向内部具有改善的场均匀性。这因此提供了更均匀的加热，从而允许温度监测更能代表本体的温度。这也增强了em场与感受器的耦合，使得加热更加高效。7、优选地，温度传感器可以优选地仅被定位在感应线圈的轴向中心与感应线圈的轴向端部之间。这将温度传感器定位在其中由于感受器与em场的强耦合而有效地产生热量的区域内。em场强也低于感应线圈的轴向中心处。由于em场干扰较小，这允许所监测的温度更能代表通过加热产生的温度，并且因此更准确。同样优选地，感应线圈的轴向端部可以是离加热隔室的侧部最近的轴向端部，温度传感器被定位成抵靠着该加热隔室的侧部。8、温度传感器也可以优选地仅定位在感应线圈的轴向端部处，或者大致定位在感应线圈的轴向端部处，诸如从感应线圈的轴向端部或者朝向感应线圈的中心或者背离感应线圈的中心移除达感应线圈的长度的四分之一的距离的任何点处。在超出感应线圈轴向端部的点处设置传感器进一步减少了由温度传感器产生的信号中的噪声量，因为随着距感应线圈的轴向中心的距离增加，温度传感器与em场之间相互作用更小。9、附加地或替代性地，温度传感器可以位于加热隔室内，或者朝向加热隔室的内部突出。这将温度传感器定位在本体所位于的区域内，从而允许本体在位于加热隔室中时围绕温度传感器。这允许温度传感器提供更具代表性的监测的温度，因为它位于产生热量的环境中，并且被在加热期间热量传递到的物质围绕。10、垂直于线圈的轴向方向的温度传感器的截面面积可以小于10.0平方毫米(mm2)，优选地小于7.0mm2，更优选地小于2.5mm2。这使得温度传感器较少暴露于em场，并且因此减少噪声。11、该组件可以被布置成在使用时以波动的电磁场来操作，该波动的电磁场具有在大约0.5t与最高密集度点处的大约2.0t之间的磁通量密度。12、电源和电路可以被配置用于在高频下工作。优选地，电源和电路可以被配置为在大约80khz到500khz之间、优选地在大约150khz到250khz之间、更优选地在大约200khz的频率下工作。13、尽管感应线圈可以包括任何合适的材料，但是感应线圈典型地可以包括利兹(litz)电线或利兹电缆。14、根据本发明的第二方面，提供了一种用于与根据前述权利要求中任一项的感应加热组件一起使用的可感应加热烟弹，该烟弹包括：固体可汽化物质；以及由该可汽化物质固持的可感应加热的感受器，该感受器是平坦的并且具有围绕该感受器的周边的边缘，其中，该感受器的边缘在该烟弹的具有第一面积的中心区域中的总长度大于该感受器的边缘在该烟弹的多个外部区域中的任何一个中的总长度，该多个外部区域中的每一个具有与该中心区域相同的形状和取向并且具有等于该第一面积的面积，其中，这些外部区域可以径向延伸超过该烟弹的外周边，优选地，该中心区域和多个外部区域形成连续阵列，该阵列的外周边包含该烟弹的外周边。15、当在该感受器中产生热量时，大部分热量在该感受器的边缘处产生。通过具有固体可汽化物质，该感受器在该烟弹内被固持在适当的位置。由于边缘不移动，这允许在加热期间热量的分布是可预测的和可重复的，如果可汽化物质是液体则可能是这种情况，因为液体将由于加热而耗尽。第二方面的烟弹组合相比于面向外的边缘具有更大的面向内的边缘总长度以允许将加热集中在烟弹的中心处，使得烟弹的中心被均匀地加热。这允许使用根据第一方面的感应加热组件的任何温度监测更加准确，因为将加热集中在这个区域集中意味着在距温度传感器的最小的距离处产生热量。16、“面向内的边缘”旨在是指边缘通常面朝感受器的中心。这通常是指面向内的边缘不形成感受器的外周边的一部分。当感受器位于加热隔室中(在烟弹内)时，面向内的边缘旨在是背向感应线圈的最近部分的边缘。典型地，这种内边缘可以围绕平面环形感受器元件的中心内的孔。17、我们认为“面向外的边缘”与面向内的边缘相反。这旨在是指面向外的边缘通常背向感受器的中心。这通常是指面向外的边缘形成感受器的外周边的一部分。当位于加热隔室内时，面向外的边缘旨在是朝向感应线圈的最近部分的边缘。18、单位面积内的边缘的总长度可以称为边缘密度。因此，旨在感受器在中心区域中的面向内的边缘与感受器在外部区域中的面向外的边缘相比，边缘密度更高。19、与第二方面相关的阵列可以是平坦阵列。该阵列可以平行于感受器或感受器板。20、术语“包含”旨在是指阵列的面积至少与烟弹的面积一样大，并且与烟弹的面积重叠。换句话说，该术语旨在是指跨过阵列的最小距离至少等于在烟弹的最宽点处跨过烟弹的最小距离。当然，最宽点旨在是平行于阵列和/或感受器/感受器板的平面的平面中的最宽点。21、短语“烟弹的外周边”旨在意味着在平行于阵列和感受器/感受器板的平面的平面中烟弹的最大部分处的烟弹周边。22、感受器可以是提供如上所阐述的面向内的边缘和面向外的边缘的任何形状。典型地，感受器在中心区域具有孔。这允许在感受器的中心处产生更多的热量，进一步提高了所监测的温度的准确性，因为在温度传感器检测到热量之前，热量的消散距离更短。23、第一面积可以小于感受器(或单个感受器板)的总面积。进一步，感受器(或单个感受器板)的中点可以在每个外部区域的外部。24、中心区域和外部区域可以以阵列或规则网格的方式形成元件，该阵列或规则网格被限定在平行于感受器或单个感受器板的平面中包含烟弹的截面的区内。特别地，中心区域和外部区域可以包括3×3的矩形阵列(具有重合的边，并且其中矩形可以是正方形)，这些区域中的中心区域形成中心区域，并且其他周围的8个区域形成外部区域，并且其中阵列的外部边界被选择为尽可能小，以便完全界定烟弹的外周界。替代性地，阵列的外边界可以被选择为尽可能小，以便完全界定具有界定烟弹的截面的最小圆的外周界(例如，通过连接正多边形的顶点)。25、在截面基本上是圆形的情况下，中心区域和外部区域可以如下确定：正方形由四条线限定，这些线中的每一条是烟弹的圆形截面的切线。正方形内部的面积被平行于正方形的两条边的另外两条线分离成三个均匀部分。正方形内部的面积也被平行于正方形的另外两条边的另外两条线分离成三个均匀部分。这引起形成正方形的九个大小和形状相同的部分。被另外四条线围成的面积是中心区域。每个其他部分是外部区域。26、在截面基本上是正多边形的情况下，中心区域和外部区域可以如下确定：限定了连接烟弹的正多边形截面上的顶点的圆。正方形由四条线限定，这些线中的每一条是所述圆的切线。正方形内部的面积被平行于正方形的两条边的另外两条线分离成三个均匀部分。正方形内部的面积也被平行于正方形的另外两条边的另外两条线分离成三个均匀部分。这引起形成正方形的九个大小和形状相同的部分。被另外四条线围成的面积是中心区域。每个其他部分是外部区域。27、在截面基本上是椭圆形的情况下，中心区域和外部区域可以如下确定：矩形由四条线限定，这些线中的每一条是烟弹的椭圆形截面的切线。切线中的两条切线平行于穿过椭圆的中点的最长直线，并且另外两条切线平行于穿过椭圆的中点的最短直线(并且该最短直线垂直于所述最长直线)。矩形内部的面积被平行于最长直线的另外两条线分离成在平行于最长直线的两条线之间的三个均匀部分。矩形内部的面积被平行于最短直线的另外两条线分离成在平行于最短直线的两条线之间的三个均匀部分。这引起形成矩形的九个大小和形相同的部分。由平行于最长直线的另外两条线和平行于最短直线的另外两条线围绕的面积是中心区域。每个其他部分是外部区域。28、中心区域和外部区域中的每一个可以在它们内具有任何总长度的边缘。典型地，中心区域的组合边缘的总长度大于外部区域中的任何一个中的组合边缘的总长度(或至少大于所有外部区域中的组合边缘部分的平均总长度)，该组合边缘(或组合边缘部分)包括面向内的边缘部分和面向外的边缘部分。这是有利的，因为在中心区域产生更多的热量。这引起在使用时在加热期间靠近温度传感器产生更多热量。这允许所监测的温度更能代表通过加热获得的温度，因此更准确。29、感受器可以采取适用于加热可汽化物质的任何形式。典型地，感受器包括多个板，这些板布置在垂直于感应线圈的主中心轴线的平行平面中。这通过使感受器部件在可汽化物质中的多个位置中来改善感受器边缘处产生的热量的分布。30、感受器的板(可互换地称为板和感受器板)可以以适用于加热可汽化物质的任何方式布置。在一些实施例中，每个板可以采取盘或环或类似形状的一部分的形式，每个板被定位成在该板与该中心区域的中点之间具有径向间隔。这提供了感受器板与em场之间的良好耦合，同时最小化了中心区域的中点处的em场的耦合。这通过增加在距中点一定距离处吸收的能量的量来减少在中心区域的中点处吸收的能量的量，这使得中点处的噪声最小化，从而减少温度传感器处的噪声。这是因为温度传感器和中点沿着第一方面的加热隔室的中心纵向轴线对齐。通过减少在中点处以及沿着感应线圈的中心纵向轴线吸收的能量的量(这也被实现了)，温度传感器的感应加热的量也被最小化。31、附加地，这些板可以以任何方式被定向为在每个板与中心区域的中点之间具有间隔。典型地，这些板被定向在它们所位于的平面内以完全环绕中心区域的中点。这提供了比外部区域中的面向外的边缘密度更高的在中心区域中的面向内的边缘，同时将面向内的边缘分布在多个平面上。这通过铺展产成最多热量的感受器板的各部分来改善热量分布。32、术语“环绕”旨在是指板在至少两个维度上围绕中点，使得对于组合了所有感受器板的平面(即使它们在烟弹内可能处于不同的水平处，诸如如图7和图8所示)，中点被围绕在这个平面中。33、优选地，每个平面可以包括一个板或两个板，其中对于包括一个板的平面，可以存在包括位于中心区域的中点的相对侧上的板的另外的平面，对于包括两个板的平面，可以在各个板之间存在间隔，同时相应板位于中心区域的中点的彼此相对的侧部上。我们已经发现，感受器板的这些布置在分布穿过可汽化材料的中心区域中提供了高边缘密度的面向内的边缘。因此，当产生热量时，这提供了改善的热量分布。34、各个平面中的板可以相对于彼此以任何合适的方式定向，用于通过可汽化材料均匀地分配热量。典型地，在包括两个板的每个平面中，相应平面中的板具有与包括两个板的每个其他平面中的板不同的取向，优选地，每个平面包括两个板。这通过可汽化材料提供了更均匀的热分布，降低了任何热点或冷点的可能性。35、可汽化物质可以包括适用于产生要由使用者吸入的蒸气的任何成分。典型地，可汽化物质包括烟草、湿润剂、甘油和/或丙二醇。36、该可汽化物质可以是任何类型的固体或半固体材料。产生蒸气的固体的示例性类型包括粉末、微粒、球粒、碎片、线、多孔材料、或片材。该物质可以包括植物衍生材料，并且特别地，该物质可以包括烟草。37、优选地，可汽化物质可以包括气溶胶形成物。气溶胶形成剂的示例包括多元醇及其化合物，例如丙三醇或丙二醇。典型地，可汽化物质可以包括在大约5％到大约50％(基于干重)之间的气溶胶形成剂含量。优选地，可汽化物质可以包括大约15％(基于干重)的气溶胶形成剂含量。38、在加热时，可汽化物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。39、烟弹可以包括透气性外壳，在使用中可汽化物质位于该外壳中。透气性材料可以是电绝缘且非磁性的材料。该材料可以具有高透气性，以允许空气流过具有耐高温性的材料。合适的透气性材料的示例包括纤维素纤维、纸、棉以及丝绸。透气性材料还可以用作过滤器。替代性地，本体可以是包裹在纸中的可汽化物质。替代性地，本体可以是被固持在不透气的但是包括合适的穿孔或开口以允许空气流动的材料内的可汽化物质。替代性地，本体可以是可汽化物质本身。本体可以基本上呈棒的形状形成。40、根据本发明的第三方面，提供了一种用于与根据本发明的第一方面的感应加热组件一起使用的可感应加热烟弹，该烟弹包括：固体可汽化物质；以及由该可汽化物质固持的可感应加热感受器，该感受器包括一个或多个感受器板，在存在多于一个感受器板的情况下，该一个或多个感受器板被布置在基本上平行的平面中，并且是环形形状的以便提供孔，这些孔中的至少一个孔径向围绕温度监测区域并且轴向地位于该烟弹的中心与该温度监测区域之间，由此当该烟弹被装配到感应加热组件的加热隔室中时，温度传感器能够突出到该温度监测区域中，而基本上不穿过这些感受器板中的任何一个感受器板的孔。41、优选地，根据本发明的第三方面的可感应加热烟弹可以进一步包括邻近该温度监测区域的可变形部分，该可变形部分用于当被装配到感应加热组件的该加热隔室中时允许该温度传感器突出到该温度监测区域，同样优选地，邻近该温度监测区域的该可变形部分在使用中被布置成当被装配到感应加热组件的加热隔室中时围绕温度传感器变形，从而允许温度传感器突出到该温度监测区域中。通过提供可变形部分，烟弹的表面(其例如可以是纤维状纸状材料)保持完好，并防止已经使用烟弹后可汽化材料(例如烟草材料)的溢出。附加地，它可以防止温度传感器突出到烟弹中太远并且因此接近加热设备的感应线圈的中心(该中心通常被布置成与烟弹的中心重合以便使烟弹的加热最大化)处出现的非常强的磁场。42、应该注意的是，如果使用具有可变形的外部部分而不是易碎的外部部分的烟弹，那么通常在温度监测区域附近在感受器中需要稍微更大的孔(与烟弹具有易碎部分的情况相比—见下文)，以便允许烟弹内包含的可汽化材料(其优选地是固体但可变形的烟草材料—例如烟草条)被充分压缩，以允许温度传感器突出到温度监测区域中。(注意，在设置易碎部分的情况下，温度传感器可以设有(尖锐的)尖端，该尖端当进入烟弹时仅使少量烟草材料移位，使得在感受器盘中只需要相对小的孔)。然而，优选的是，当被插入烟弹中时在感受器的内边缘与温度传感器之间存在间隙，使得温度传感器监测可汽化材料的温度，而不是直接监测感受器的内边缘的温度。这种间隙优选地具有烟弹的外径的5％至20％之间的量级。43、根据本发明的第四方面，提供了一种蒸气产生装置，包括：根据第一方面的感应加热组件；根据第二或第三方面的可感应加热烟弹，该可感应加热烟弹位于该感应加热组件的加热隔室内；空气入口，该空气入口被布置用于将空气提供至该加热隔室；以及空气出口，该空气出口与该加热隔室连通。44、烟弹可以以任何合适的方式布置在加热隔室中。典型地，该烟弹包括在该烟弹的中心区域中具有孔的感受器，该感受器被定向并且该孔的大小和位置被确定为使得该温度传感器位于该孔内。这允许感受器与由感应加热组件的感应线圈在使用中产生的em场耦合，同时最小化em场与感应加热组件的温度传感器相互作用，以及最小化em场在由温度传感器产生的信号中产生噪声。45、优选地，相比于感应加热组件的温度传感器靠近该感应线圈，该烟弹的感受器的外部部分更靠近该感应加热组件的感应线圈。由于感受器从em场吸收能量而不是由温度传感器吸收能量，这进一步降低了由温度传感器产生的信号中的噪声。46、优选地，该感应加热组件的温度传感器被定位在该感应加热组件的感应线圈的轴向中心与该感应线圈的轴向端部之间，该可感应加热烟弹的一部分在使用中位于该感应线圈的轴向中心处。这具有与结合第一方面阐述的相同的优点。