本發(fā)明屬于感應(yīng)加熱卷煙領(lǐng)域，具體涉及一種感應(yīng)加熱氣溶膠生成裝置及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、常規(guī)加熱卷煙發(fā)煙段所用的煙草薄片中通常含有霧化劑（丙二醇、丙三醇等）和香精。為了讓消費(fèi)者抽吸過程能感受到足夠強(qiáng)的煙霧量，通常會(huì)在煙草薄片中添加足夠量的霧化劑，但過多的霧化劑容易導(dǎo)致煙草薄片在存放過程中導(dǎo)致吸潮。而煙草薄片初始生產(chǎn)原料中所添加的香精通常會(huì)在薄片烘干過程中被大量揮發(fā)，不利于加熱卷煙成本的控制，現(xiàn)有技術(shù)常見做法是引入爆珠或者降溫段加香來提升使用者對香味的體驗(yàn)。
2、在加熱卷煙領(lǐng)域，發(fā)煙段通常以煙草薄片為載體，通過外加霧化劑（丙二醇、丙三醇等多元醇）和香精來實(shí)現(xiàn)可見煙霧量和特征香味的釋放。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在兩個(gè)長期未解的矛盾：一方面，為保證消費(fèi)者抽吸時(shí)能瞬間獲得足夠的煙霧量，必須在薄片成型階段將霧化劑總量提高至薄片干重的15%～25%，如此高比例的多元醇在后續(xù)的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中極易吸濕回潮，導(dǎo)致薄片水分活度升高、煙支壓降漂移、空頭空松率上升，甚至滋生霉菌；另一方面，薄片在干燥等過程中需經(jīng)歷120℃以上的熱風(fēng)處理，此階段大部分揮發(fā)性香精（如低沸點(diǎn)醇類、醛類、酯類香料）隨水分一起被帶走，實(shí)際留存率不足30%，企業(yè)不得不通過二次補(bǔ)香（爆珠、線香、香線、降溫段顆粒加香）來彌補(bǔ)香味損失，這些額外工序不僅增加了材料和工藝成本，還帶來爆珠壓破力一致性差、香味釋放滯后或局部過濃的新問題，同時(shí)爆珠破裂后的液體可能遷移至濾嘴外層，影響外觀與消費(fèi)者體驗(yàn)。
3、此外，對于感應(yīng)加熱卷煙來說，在預(yù)熱過程中感受器可以通過感應(yīng)加熱快速升溫，但由于感受器與松散的煙草材料接觸面積有限，導(dǎo)致煙草材料表面的發(fā)煙劑（不含煙堿）被迅速揮發(fā)，而煙草中的煙堿成分尚未釋出，使得電磁加熱卷煙的第一口香味過濃而勁頭不足。
4、同時(shí)，感應(yīng)加熱卷煙升溫過快，導(dǎo)致煙草段中添加的煙用香精加速釋放，因而導(dǎo)致加熱卷煙整個(gè)加熱進(jìn)程中香氣一致性較差，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的感官效果。
5、因此，行業(yè)亟需一種能夠在不提高薄片初始霧化劑比例的前提下、仍能保證高煙霧量，同時(shí)使香精免于高溫烘干損失、并在抽吸全過程均勻協(xié)同釋放的煙支結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以解決高霧化劑帶來的吸潮隱患和薄片中香精的高使用量帶來的成本與體驗(yàn)缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決電磁加熱卷煙抽吸全過程霧化劑、香精、煙堿等釋放均勻性的問題，第一方面提供給了一種感應(yīng)加熱氣溶膠生成裝置，其能夠通過感應(yīng)加熱的方式加熱氣溶膠生成制品，以產(chǎn)生供用戶抽吸的氣溶膠，包括：殼體，其界定用于同時(shí)接納所述氣溶膠生成制品的液相發(fā)煙段和固相發(fā)煙段的加熱腔室；電感器，包括軸向分布的第一感應(yīng)線圈和第二感應(yīng)線圈，所述第一感應(yīng)線圈可以與所述液相發(fā)煙段中的第一感受器耦合，所述第二感應(yīng)線圈可以與所述固相發(fā)煙段中的第二感受器耦合；電源，可連接至所述第一感應(yīng)線圈和所述第二感應(yīng)線圈以提供能量以產(chǎn)生波動(dòng)電磁場；控制器，控制第一控制回路和/或第二控制回路的導(dǎo)通，當(dāng)所述第一控制回路導(dǎo)通時(shí)，所述電源向所述第一感應(yīng)線圈提供能量并使所述液相發(fā)煙段加熱發(fā)煙；當(dāng)所述第二控制回路導(dǎo)通時(shí)，所述電源向所述第二感應(yīng)線圈提供能量并使所述液相發(fā)煙段加熱發(fā)煙。
2、進(jìn)一步的，所述控制器根據(jù)與用戶抽吸動(dòng)作相關(guān)的第一電信號(hào)控制所述第一控制回路的導(dǎo)通或斷開。
3、進(jìn)一步的，所述感應(yīng)加熱氣溶膠生成裝置包括第一傳感器，所述第一傳感器用于測量所述加熱腔室的氣流變化或氣壓變化。
4、進(jìn)一步的，所述液相發(fā)煙段浸漬或噴涂有第一發(fā)煙劑；或進(jìn)一步的，所述液相發(fā)煙段中包埋具有第一發(fā)煙劑的微膠囊；進(jìn)一步的，所述第一發(fā)煙劑的沸點(diǎn)在100-120℃或120-150℃之間。
5、進(jìn)一步的，所述第一控制回路被配置為通過導(dǎo)通和斷開以使得所述液相發(fā)煙段的加熱溫度控制在100-120℃或120-150℃之間。
6、進(jìn)一步的，所述第一發(fā)煙劑包括煙堿或煙堿鹽；所述第一發(fā)煙劑還包括不耐煙用香精。
7、進(jìn)一步的，所述控制器根據(jù)與所述固相發(fā)煙段溫度相關(guān)的第二電信號(hào)控制所述第二控制回路的導(dǎo)通或斷開。
8、進(jìn)一步的，所述固相發(fā)煙段為煙草顆粒、煙草薄片和/或煙絲。
9、進(jìn)一步的，所述第二控制回路被配置為通過導(dǎo)通和斷開以使得所述固相發(fā)煙段的加熱溫度控制在200-250℃或250-300℃之間。
10、第二方面，提供了一種感應(yīng)加熱氣溶膠生成系統(tǒng)，包括上述的任意一項(xiàng)感應(yīng)加熱氣溶膠生成裝置和氣溶膠生成制品。
11、其中，氣溶膠生成制品是吸煙制品，包括氣溶膠形成基質(zhì)，其通過加熱生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。
12、優(yōu)選地，液相發(fā)煙段中的氣溶膠形成基質(zhì)主體是液體組分的第一發(fā)煙劑。優(yōu)選地，第一發(fā)煙劑包括煙堿或煙堿鹽。固體氣溶膠形成基質(zhì)也可以包含在一個(gè)或多個(gè)膠囊中，這種膠囊可以在加熱固體氣溶膠形成基質(zhì)期間熔化，也可以在使用前由消費(fèi)者破碎。
13、優(yōu)選地，固相發(fā)煙段中的氣溶膠形成基質(zhì)主體是固體氣溶膠形成基質(zhì)，特別是包括煙草。包括粉末、顆粒、小丸、碎片、細(xì)條、條狀物或片材中的一種或更多種，含有草本植物葉、煙葉、煙草肋料、平展煙草和均質(zhì)煙草中的一種或更多種。例如，特別是被稱為均質(zhì)煙草片的煙草薄片、煙草顆?；蛱烊粺熃z或煙梗切絲得到煙絲。替代地或附加地，可以包括不含煙草的氣溶膠形成材料，例如包括尼古丁鹽和氣溶膠形成劑的紙片。任選擇地，固體氣溶膠形成基質(zhì)可以進(jìn)一步包含第二發(fā)煙劑以增強(qiáng)發(fā)煙效果。
14、在本專利中，均質(zhì)煙草材料表示通過使顆粒煙草聚集形成的材料。
15、氣溶膠形成基質(zhì)可以為塞的形式，所述塞包括由紙或其他包裝材料限定的氣溶膠形成材料。在氣溶膠形成基質(zhì)為塞的形式的情況下，認(rèn)為包括任何包裝紙的整體塞是氣溶膠形成基質(zhì)。
16、優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)包括塞，所述塞包括由包裝物包圍的均質(zhì)煙草材料或其它氣溶膠形成材料的聚集片。優(yōu)選地，所述感受器位于與氣溶膠形成材料直接接觸的塞內(nèi)。
17、在本專利中，發(fā)煙劑，即氣溶膠形成劑，用于描述任何合適的已知化合物或化合物的混合物，所述化合物或化合物的混合物在使用中促進(jìn)氣溶膠的形成并且在氣溶膠生成制品的工作溫度下基本耐熱降解。合適的氣溶膠形成劑在本領(lǐng)域中是已知的，并且其包括但不限于：多元醇，例如丙二醇、三甘醇、1，3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油單乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。優(yōu)選的氣溶膠形成劑是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三甘醇、1，3-丁二醇，并且最優(yōu)選的甘油。氣溶膠形成基質(zhì)可包括單一氣溶膠形成劑?？商娲兀瑲馊苣z形成基質(zhì)可包括兩種或更多種氣溶膠形成劑的組合。
18、優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)具有按干重計(jì)大于5%的氣溶膠形成劑含量。更優(yōu)選地，氣溶膠形成基質(zhì)可具有按干重計(jì)大約5%與大約30%之間的氣溶膠形成劑含量。在一個(gè)實(shí)施方式中，氣溶膠形成基質(zhì)具有按干重計(jì)大約20%的氣溶膠形成劑含量。
19、可以通過輥壓法、稠漿法和造紙法等本領(lǐng)域已有制造工藝制造包括用于在氣溶膠生成制品中均質(zhì)煙草片材的氣溶膠形成基質(zhì)。
20、煙用香精包括亦被稱為“風(fēng)味劑”、“香料”和“食用香料”，意指可用于形成期望的味道或芳香的材料。優(yōu)選的煙用香精包括植物提取物（例如甘草精、八仙花、日本白皮辛夷木蘭葉、白花母菊、葫蘆巴、丁香、薄荷醇、日本薄荷、大茴香籽、肉桂、香草、冬青油、櫻桃、漿果、桃、蘋果、達(dá)姆鉑(dramboui)、波旁、蘇格蘭、威士忌、綠薄荷、胡椒薄荷、薰衣草、豆蔻、芹菜、苦皮香、肉豆蔻、檀香、香檸檬、天竺葵、蜂蜜香精、玫瑰油、香草、檸檬油、橙油、肉桂皮、藏茴香、柯納克、茉莉、依蘭樹、紅根草、茴香、多果香、生姜、茴芹、胡荽、咖啡或來自薄荷族任何種類的薄荷油）、香料掩蔽劑、苦味受體位置阻斷劑、受體位置增強(qiáng)劑、增甜劑（例如三氯蔗糖、丁磺氨鉀、阿斯巴特、糖精、環(huán)磺酸鹽、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露醇）以及其他添加劑-例如葉綠素、礦物質(zhì)、植物或口氣清新劑?？梢允欠轮频摹⑷斯ず铣傻幕蛱烊怀煞只蛩鼈兊幕旌衔铩?/p>
21、優(yōu)選地，氣溶膠形成制品包括液相發(fā)煙段、固相發(fā)煙段、支撐段、氣溶膠冷卻段和過濾段。各元件由外部包裝物包圍，外部包裝物由任何合適的材料或材料的組合形成，優(yōu)選的外包裝紙是香煙紙。
22、氣溶膠生成裝置用于說明與氣溶膠生成制品的氣溶膠形成基質(zhì)相互作用以生成氣溶膠的裝置。優(yōu)選地，氣溶膠生成裝置是吸煙裝置，其與氣溶膠生成制品的氣溶膠生成基質(zhì)相互作用以生成通過用戶的口直接可吸入用戶的肺中的氣溶膠。氣溶膠生成裝置可以是用于吸煙制品的固定器。
23、感受器指的是可以將電磁能量轉(zhuǎn)換成熱的材料。當(dāng)位于波動(dòng)電磁場中時(shí)，在感受器中引起的渦電流導(dǎo)致感受器的加熱。氣溶膠生成制品中的感受器定位成與氣溶膠形成基質(zhì)熱接觸，氣溶膠形成基質(zhì)由感受器加熱。
24、氣溶膠生成制品設(shè)計(jì)成與包括感應(yīng)加熱源的電操作氣溶膠生成裝置接合。感應(yīng)加熱源或感應(yīng)器生成波動(dòng)電磁場，以便加熱位于波動(dòng)電磁場內(nèi)的感受器。在使用中，氣溶膠生成制品與氣溶膠生成裝置接合使得感受器位于由感應(yīng)器生成的波動(dòng)電磁場內(nèi)。
25、感受器的長度尺寸地大于其寬度尺寸或其厚度尺寸，例如大于其寬度尺寸或其厚度尺寸的兩倍。因此感受器可以被描述為伸長的感受器。感受器可以大致縱向地布置在氣溶膠生成基質(zhì)內(nèi)。這意味著伸長的感受器的長度尺寸布置成近似平行于氣溶膠生成基質(zhì)的縱向方向，例如在平行于氣溶膠生成基質(zhì)的縱向方向的加減10度以內(nèi)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，伸長的感受器可以位于氣溶膠生成基質(zhì)內(nèi)的徑向中心位置，并且沿著氣溶膠生成基質(zhì)的縱軸線延伸。
26、感受器優(yōu)選為針形、條形或葉形。優(yōu)選地，所述感受器具有5mm到15mm，例如6mm到12mm之間或8mm到10mm之間的長度。優(yōu)選地，伸長的感受器具有與氣溶膠形成基質(zhì)基本相同的長度。優(yōu)選地，所述感受器可以具有1mm到5mm的寬度和0.01mm到2mm之間的厚度，例如0.5mm到2mm的厚度。優(yōu)選實(shí)施方式可能具有10微米到500微米之間的厚度，更優(yōu)選10微米到100微米之間的厚度。如果感受器具有恒定橫截面，例如圓形橫截面，則它具有1mm到5mm的優(yōu)選寬度或直徑。
27、感受器可以采用能夠通過感應(yīng)方式加熱至足以使氣溶膠形成基質(zhì)生成氣溶膠的溫度的任何材料制成。優(yōu)選的感受器包括金屬或碳。優(yōu)選的感受器可能包括鐵磁性材料，例如鐵素體、鐵磁性鋼或不銹鋼。合適的感受器可能是鋁或可能包括鋁。優(yōu)選的感受器可由400系列不銹鋼制成，例如410級(jí)、420級(jí)或430級(jí)不銹鋼。當(dāng)放置于具有類似頻率和場強(qiáng)值的電磁場中時(shí)，不同材料將消耗不同數(shù)量的能量。因此，可以在已知電磁場內(nèi)改變所述感受器的參數(shù)，例如材料類型、長度、寬度和厚度，以提供所需的能量消耗。
28、感受器可以具有外保護(hù)層，例如包封伸長的感受器的陶瓷保護(hù)層或玻璃保護(hù)層，從而形成完整的加熱體。感受器可以包括由玻璃、陶瓷或惰性金屬形成的保護(hù)涂層，所述保護(hù)涂層形成于感受器材料的芯體上。
29、當(dāng)感受器加熱時(shí)，發(fā)煙段被加熱并且形成氣溶膠。發(fā)煙段中可以包含一個(gè)感受器，可替代地，液相發(fā)煙段和固相發(fā)煙段可以包括多個(gè)的感受器，感受器的形態(tài)可以是伸長形、顆粒形、網(wǎng)形、輻射形、管形、沙漏形、螺旋形等。
30、氣溶膠生成裝置通過感應(yīng)發(fā)射器的感應(yīng)線圈能夠生成大約1mhz到30mhz之間、例如2mhz到10mhz之間、例如5mhz到7mhz之間的波動(dòng)電磁場。
31、優(yōu)選地，氣溶膠生成裝置能夠生成具有1ka/m到5ka/m之間、例如2ka/m到3ka/m之間、例如大約2.5ka/m的場強(qiáng)（h場)的波動(dòng)電磁場。
32、感應(yīng)線圈材料應(yīng)選用導(dǎo)電效果良好的材料如金屬等；此外，在本專利中，感應(yīng)線圈材料還應(yīng)具有良好的彈性變形能力，可以用彈簧鋼、金、銀等金屬。
33、感應(yīng)線圈的活動(dòng)線圈支架和固定線圈支架可以通過一體成型、焊接、卡箍等方式與感應(yīng)線圈主體連接?；顒?dòng)線圈支架的位移可以通過手動(dòng)、電機(jī)傳動(dòng)等方式實(shí)現(xiàn)。
34、氣溶膠生成裝置是用戶可在單只手的手指之間舒適地持有的便攜式或手持式氣溶膠生成裝置。氣溶膠生成裝置的形狀基本上可以是圓柱形。氣溶膠生成裝置可以具有在大約70毫米與大約120毫米之間的長度。
35、電源可以是任何適當(dāng)?shù)碾娫?，例如直流電壓源，比如電池。在一個(gè)實(shí)施方式中，電源是鋰離子電池?？商娲?，電源可以是鎳金屬氫化物電池、鎳鎘電池或鋰基電池，例如鋰鈷、磷酸鋰鐵、鈦酸鋰或鋰聚合物電池。
36、控制元件可以是簡單的開關(guān)。可替代地，控制元件可以是電路，并且可以包括一個(gè)或多個(gè)微處理器或微控制器。
37、氣溶膠生成系統(tǒng)可能包括氣溶膠生成裝置以及一個(gè)或多個(gè)氣溶膠生成制品，氣溶膠生成裝置配置相應(yīng)數(shù)量的加熱腔室收容氣溶膠生成制品。
38、本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一個(gè)兩段式電磁加熱煙具，分別通過不同的加熱控制原理和邏輯分別將液相發(fā)煙段和固相發(fā)煙段獨(dú)立加熱至不同的發(fā)煙溫度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)香精和尼古丁的遞送。對于液相發(fā)煙段而言，由于其中大部分的發(fā)煙成分具有流動(dòng)性，所以加熱時(shí)感受器周圍的發(fā)煙劑到達(dá)沸點(diǎn)附近蒸發(fā)后，外圍的發(fā)煙成分會(huì)補(bǔ)充過來繼續(xù)蒸發(fā)，從而溫度自動(dòng)維持在沸點(diǎn)附近，通過檢測氣流變化以感知用戶抽吸動(dòng)作，例如加熱腔室的空氣入口處設(shè)置氣流傳感器，可以利用感應(yīng)加熱速度快的原理隨時(shí)進(jìn)行發(fā)煙，并且還能避免長時(shí)間加熱而導(dǎo)致快速消耗。對于固相發(fā)煙段而言，由于其中大部分的發(fā)煙成分不具有流動(dòng)性，所以加熱時(shí)感受器周圍會(huì)不斷升溫，需要對其加熱溫度進(jìn)行控制，例如在固相發(fā)煙段周圍設(shè)置溫度傳感器，又如可以利用感受器到達(dá)居里溫度時(shí)磁場變化引起的加熱回路中視在電阻、電流或電感變化判斷溫度，以實(shí)現(xiàn)最佳的加熱效果。
39、本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下各環(huán)節(jié)：
40、1、在預(yù)熱階段通過液相發(fā)煙段中的第一發(fā)煙劑迅速發(fā)煙并傳遞煙堿；
41、2、在加熱階段實(shí)現(xiàn)發(fā)煙段均勻充分加熱并發(fā)煙；
42、3、對加熱卷煙進(jìn)行補(bǔ)香，實(shí)現(xiàn)香精的平穩(wěn)釋放，避免了香氣逐口一致性較差的問題；
43、4、提高加熱卷煙整體霧化量。