(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-10
(45)【発行日】2024-09-19
(54)【発明の名称】電子霧化装置及びその加熱装置
(51)【国際特許分類】
A24F 40/40 20200101AFI20240911BHJP
A24F 40/46 20200101ALI20240911BHJP
A24F 40/51 20200101ALI20240911BHJP
【ＦＩ】
A24F40/40
A24F40/46
A24F40/51
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023003242
(22)【出願日】2023-01-12
(65)【公開番号】P2023164273
(43)【公開日】2023-11-10
【審査請求日】2023-02-20
(31)【優先権主張番号】202210465396.1
(32)【優先日】2022-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】517419906
【氏名又は名称】深▲せん▼麦克韋爾科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ ＳＭＯＯＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】１６＃， Ｄｏｎｇｃａｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｇｕｓｈｕ Ｔｏｗｎ， Ｘｉｘｉａｎｇ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｂａｏａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】李丹丹
(72)【発明者】
【氏名】羅永杰
【審査官】木村 麻乃
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２１－５２７４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２２／０６４０２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５２９８５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－００８６５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ２４Ｆ ４０／４０－４７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子霧化装置に用いられ、ホルダ及び加熱モジュールを含む加熱装置であって、前記加熱モジュールは、動作可能に装着される部品を含み、前記部品は前記加熱モジュールに可変温度場を具備させ、前記加熱装置は駆動装置を更に含み、前記駆動装置は、前記部品に接続されて前記部品を動作させ、
前記駆動装置は、伸縮可能及び／又は移動可能な第１駆動素子を含み、前記第１駆動素子の一端は前記部品の一端に接続されており、
前記駆動装置は、更に、伸縮可能及び／又は移動可能な第２駆動素子を含み、前記第２駆動素子の他端は前記部品の他端に接続されており、
前記部品は、前記ホルダ上に上下に動作可能に装着され、前記第１駆動素子及び前記第２駆動素子が、前記ホルダの上部及び下部にそれぞれ配置されることを特徴とする加熱装置。
【請求項2】
前記第１駆動素子は、形状記憶合金材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項3】
前記第２駆動素子は、形状記憶合金材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項4】
前記第１駆動素子及び／又は第２駆動素子は、円筒バネ状をなすとともに、縦方向に前記ホルダに覆接されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項5】
前記部品は、伸縮可能及び／又は移動可能に前記ホルダに装着されることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項6】
前記部品は電磁コイルであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項7】
前記電磁コイルは、縦方向に伸縮可能及び／又は移動可能に前記ホルダに覆接されることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
【請求項8】
前記加熱モジュールは、更に、前記部品と連携する磁気感知素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項9】
前記ホルダは収容室を規定し、前記磁気感知素子は前記収容室内に設置されることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項10】
前記磁気感知素子は、筒状又はピン状をなすことを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項11】
前記ホルダは筒状をなすことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の加熱装置を含むことを特徴とする非燃焼・加熱電子霧化装置。
【請求項13】
前記非燃焼・加熱電子霧化装置は電源を含み、前記電源は加熱装置に電気的に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の非燃焼・加熱電子霧化装置。
【請求項14】
前記電源の出力端子の電流値は１～３Ａであることを特徴とする請求項１３に記載の非燃焼・加熱電子霧化装置。
【請求項15】
前記非燃焼・加熱電子霧化装置はハウジングを更に含み、前記ハウジングの天井部には挿入孔が開設されており、前記挿入孔は加熱装置を収容するために用いられることを特徴とする請求項１２に記載の非燃焼・加熱電子霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、霧化の技術分野に属し、より具体的には、電子霧化装置及びその加熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術における非燃焼・加熱式電子霧化装置は、通常、発熱体の設計が決定されたあとは温度場の分布が一定となる。一般的に、固定されて変化することのない温度場は、固形エアロゾル生成基質の大きな領域を覆う。そのため、固形エアロゾル生成基質中のエアロゾル成分は初期に集中的に大量放出され、後期になるとエアロゾルが減少する。そのほか、固定されて変化することのない温度場が、固形エアロゾル生成基質における決まった領域を長時間にわたりベーキングすることで、固形エアロゾル生成基質が焦げ付いて焦げ臭が発生してしまう。
【0003】
関連技術では、分割式加熱装置が提供されている。主な方式としては、２区間又は複数区間の厚膜抵抗或いは電磁コイルを設置して、異なる時間にそれぞれ起動を制御する。しかし、２区間又は複数区間の抵抗或いは電磁コイルを設置する場合には、分割加熱が可能となるにすぎず、加熱の連続性に劣る。且つ、電子制御上の負担を増大させる必要があり、ＰＣＢＡ基板の体積が大きくなる。そのため、スペースを過剰に占有したり、発熱量が高くなりすぎたりし、製品の小型化及び軽量・薄型化が困難となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、従来技術の欠点を解決するために、改良した電子霧化装置及びその加熱装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は以下の通りである。
【0006】
非燃焼・加熱電子霧化装置に応用される加熱装置を提供する。前記加熱装置は、ホルダ及び加熱モジュールを含む。前記加熱モジュールは、動作可能に装着される部品を含む。前記部品は前記加熱モジュールに可変温度場を具備させる。前記加熱装置は駆動装置を更に含む。前記駆動装置は、前記部品に接続されて前記部品を動作させる。
【0007】
具体的に、前記駆動装置は、伸縮可能及び／又は移動可能な第１駆動素子を含み、前記第１駆動素子の一端は前記部品の一端に接続される。
【0008】
好ましくは、前記第１駆動素子は形状記憶合金材料で製造される。
【0009】
いくつかの具体的実施形態において、前記駆動装置は、更に、伸縮可能及び／又は移動可能な第２駆動素子を含み、前記第２駆動素子の他端は前記部品の他端に接続される。
【0010】
好ましくは、前記第２駆動素子は形状記憶合金材料で製造される。
【0011】
好ましくは、前記第１駆動素子及び／又は第２駆動素子には形状記憶合金材料が採用される。
【0012】
いくつかの具体的実施形態において、前記第１駆動素子及び／又は第２駆動素子は、円筒バネ状をなすとともに、縦方向に前記ホルダに覆接される。
【0013】
いくつかの具体的実施形態において、前記部品は電磁コイルである。
【0014】
いくつかの具体的実施形態において、前記電磁コイルは、縦方向に伸縮可能及び／又は移動可能に前記ホルダに覆接される。
【0015】
いくつかの具体的実施形態において、前記加熱モジュールは、更に、前記部品と連携する磁気感知素子を含む。
【0016】
いくつかの具体的実施形態において、前記ホルダは収容室を規定し、前記磁気感知素子は前記収容室内に設置される。
【0017】
好ましくは、前記磁気感知素子は筒状又はピン状をなす。
【0018】
具体的に、前記ホルダは筒状をなす。
【0019】
いくつかの具体的実施形態において、更に、上記いずれかの加熱装置を含む非燃焼・加熱電子霧化装置を提供する。
【0020】
具体的に、前記装置は電源を含み、前記電源は加熱装置に電気的に接続される。
【0021】
好ましくは、前記電源の出力端子の電流値は１～３Ａである。
【0022】
具体的に、前記装置はハウジングを更に含む。前記ハウジングの天井部には挿入孔が開設されており、前記挿入孔は加熱装置を収容するために用いられる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、動作可能に装着される部品を加熱モジュールに付与することで、当該部品によって可変温度場を発生させるとの有益な効果が奏される。
【0024】
以下に、図面と実施形態を組み合わせて、本発明につき更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の技術的特徴、目的及び効果がより明瞭に理解されるよう、図面を参照して本発明の具体的実施形態につき詳細に説明する。
【0027】
図１及び図２を参照して、本発明は、いくつかの実施形態において、非燃焼・加熱電子霧化装置１を提供する。当該非燃焼・加熱電子霧化装置１は、温度場を移動可能な分割式加熱装置（即ち、加熱装置１２）を有しており、温度場を移動させることで小領域の分割加熱を実施して、長時間且つ異臭のないエアロゾルを生成可能である。
【0028】
図３を参照して、前記加熱装置１２は、取り外し可能に加熱装置１２に挿接された固形エアロゾル生成基質２を加熱及びベーキングすることで、固形エアロゾル生成基質２の加熱後のエアロゾル抽出物を非燃焼状態で放出させるために用いられる。図１に示すように、固形エアロゾル生成基質２は円柱状とすることができる。また、これに対応して、前記非燃焼・加熱電子霧化装置１の天井部には、サイズが前記固形エアロゾル生成基質２に適応する挿入孔１１１が設けられている。挿入孔１１１の近傍には、挿入孔１１１に異物が進入して非燃焼・加熱電子霧化装置１の使用を妨げるとの事態を防止するために、前記挿入孔１１１に覆設又は係接される挿入孔蓋１１２を設置可能である。
【0029】
合わせて、図３を参照する。いくつかの実施形態において、前記非燃焼・加熱電子霧化装置１は、縦長のハウジング１１と、当該ハウジング１１内に設置される加熱装置１２、電源１３及びマザーボード１４を含み得る。前記加熱装置１２及びマザーボード１４は、それぞれ電源１３に電気的に接続される。前記マザーボード１４は、前記非燃焼・加熱電子霧化装置１に必要な回路素子の搭載及び関連回路の統制に用いられる。いくつかの実施形態において、固形エアロゾル生成基質２を加熱装置１２内に挿設して受熱及びベーキングを実現するために、加熱装置１２は筒状をなし得る。いくつかの実施形態において、電源１３の出力端子の電流は１～３Ａである。
【0030】
次に、加熱装置１２内の接続関係、位置関係及び必要な運動関係について具体的に述べる。図４に示すように、いくつかの実施形態において、前記加熱装置１２は、駆動装置１２１、加熱モジュール１２２及びホルダ１２３を含み得る。加熱モジュール１２２は、動作可能にホルダ１２３に装着される部品１２２２を含み得る。当該部品１２２２は、内部に挿設された固形エアロゾル生成基質２が均一に受熱し得るよう、前記加熱装置１２に可変温度場を具備又は形成させる。駆動装置１２１は、前記部品１２２２に接続されており、前記部品１２２２をホルダ１２３上で動作させることで温度場の移動を実現するために用いられる。いくつかの実施形態において、ホルダ１２３は中空の円柱形ホルダとすることができ、駆動装置１２１及び加熱モジュール１２２を支承又は支持するために使用可能である。
【0031】
具体的実施形態において、前記加熱装置１２は、電磁誘導の原理で加熱を実現する形態とする。即ち、前記加熱装置１２は電磁加熱装置である。この場合、部品１２２２は、移動可能又は伸縮可能にホルダ１２３に装着される電磁コイルとすればよい。また、それに対応して、加熱モジュール１２２は、電磁コイルと連携する磁気感知素子１２２１を更に含み得る。いくつかの実施形態において、当該磁気感知素子１２２１は筒状をなし得る。且つ、電磁コイルは、交番磁界の作用で熱を発生又は放出することで、内部に挿設された固形エアロゾル生成基質２を加熱により霧化可能である。電磁コイルはホルダ１２３に対して縦方向に移動可能及び／又は伸縮可能なため、電磁コイルは電磁誘導システムの作用によって熱を発生させる（詳細は後述する）。理解可能なように、前記加熱装置１２は電磁加熱装置に限定せず、その他いくつかの実施形態では、電気抵抗式の加熱装置としてもよい。また、これに対応して、部品１２２２を電気抵抗式の発熱素子としてもよい。
【0032】
いくつかの実施形態において、電磁コイル式の部品１２２２は、直接的又は間接的にホルダ１２３に覆設され、磁気感知素子１２２１はホルダ１２３内に挿設又は係設される。電磁コイルと磁気感知素子１２２１を組み合わせてなる電磁誘導システムは、定電圧又は定電力又は一定パルスとなるよう電源１３をオンにすることを条件に、電圧の変化を制御することで電磁コイル（導電体）内に電流を流すため、誘導コイル内には高周波交番磁界が発生する。高周波交番磁界の磁力線は、電磁コイルを通過する際に大量の環状渦電流を発生させる。そして、渦電流による加熱効果で大量の熱が放出され、電磁コイルを急速に発熱させることで、電磁コイルにより固形エアロゾル生成基質２を加熱するとの目的が達成される。磁気感知素子１２２１は、固形エアロゾル生成基質２の加熱効率を更に向上させるとの目的を達成するために、階段状又はまっすぐな筒状の磁気感知素子とすることができる。理解可能なように、いくつかの実施形態において、磁気感知素子１２２１は、固形エアロゾル生成基質２の内部に設置してもよい。
【0033】
図５ａを参照して、いくつかの実施形態において、駆動装置１２１は、一体的に成型してもよいし、分割式としてもよい。ただし、より良好な技術的効果を達成するためには、駆動装置１２１として分割式の駆動装置を採用することが好ましい。分割式の駆動装置１２１は、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２を含む。第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２は、ホルダ１２３の上部及び下部にそれぞれ配置される。上部と下部の高さは等しくてもよいし、等しくなくてもよい。ただし、加工及び製造の便宜上、上部と下部の高さは等しく、これに対応して、第１駆動素子１２１１と第２駆動素子１２１２の高さも等しいことが好ましい。第１駆動素子１２１１と第２駆動素子１２１２は、直接的又は間接的に接続される。具体的に、第１駆動素子１２１１と第２駆動素子１２１２は、係接、掛接及び螺接等が可能である。この場合、駆動装置１２１は、電磁コイルとホルダ１２３の間に設置される。また、第１駆動素子１２１１と第２駆動素子１２１２は、電磁コイルを介して接続してもよい。この場合、駆動装置１２１は、ホルダ１２３の表面に設置される。
【0034】
具体的に、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の数は、いずれも１つ又は複数とする。ただし、装着及び使用の便宜上、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の数はいずれも１つとすることが好ましい。且つ、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２は、いずれも形状記憶合金材料で製造するか、いずれか一方を形状記憶合金材料で製造し、他方を通常の合金材料で製造する。本実施形態において、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２は、長さを伸縮可能な形状記憶合金バネ又は形状記憶合金ワイヤとすることができる。また、通電後の形状記憶合金バネ又は形状記憶合金ワイヤの駆動ストロークは、初期長さ又は元の長さの１～４００％とし、好ましくは、バネの駆動ストロークは初期長さの５０～１００％とする。駆動装置１２１（第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２を含む）は、電磁コイルによる加熱及び磁気感知素子１２２１による加熱という２種類の加熱形態を共に動作させることを条件に、上記の原理に基づき、加熱過程において、第１駆動素子１２１１及び電磁コイルに伸長が生じる。且つ、これと同時に、電磁コイルには上下動も発生する。一方、第２駆動素子１２１２には収縮が生じる。また、いくつかの実施形態では、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２が一定の厚さのスリーブ式構造を有するとともに、ホルダ１２３の上部及び下部にそれぞれ覆接してもよい。
【0035】
いくつかの実施形態では、第１駆動素子１２１１に形状記憶合金材料を採用し、第２駆動素子１２１２に通常の合金材料を採用する。或いは、第１駆動素子１２１１に通常の合金材料を採用し、第２駆動素子１２１２に形状記憶合金材料を採用する。或いは、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の双方に形状記憶合金材料を採用し、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２を異なる形状記憶効果の段階に位置させる。具体的には、第１駆動素子１２１１を加熱段階に位置させ、第２駆動素子１２１２を加熱終了段階に位置させる。
【0036】
図５ａ、図５ｂ及び図５ｃを参照して、以下に、定量化可能なデータを用いて、第１駆動素子１２１１、第２駆動素子１２１２及び電磁コイルの長さの変化傾向について簡単に述べる。初期又は元の状態における第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の長さ或いは高さをそれぞれＬ１及びＬ２、電磁コイルの長さをＨ１と仮定する。加熱過程の初期において、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の長さはそれぞれＬ１－１及びＬ２－１となり、電磁コイルの長さはＨ１＋１となる。また、加熱過程の後期には、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の長さはそれぞれＬ１－２及びＬ２－２となり、電磁コイルの長さはＨ１＋２となる。また、加熱過程の終了時には、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２の長さはそれぞれＬ１及びＬ２となり、電磁コイルの長さはＨ１となる。
【0037】
Ｌ１＜Ｌ１－１＜Ｌ１－２、Ｌ２＞Ｌ２－１＞Ｌ２－２、Ｈ１＜Ｈ１＋１＜Ｈ１＋２である。上記から明らかなように、加熱過程における駆動装置１２１の長さ或いは高さの変化傾向は、前記形状記憶効果で述べた変化傾向と一致している。
【0038】
次に、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２とホルダ１２３との接続関係について具体的に述べると、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２は近端が接続されている。また、第１駆動素子１２１１及び第２駆動素子１２１２は、遠端がそれぞれホルダ１２３の対応する端部に接続されている。
【0039】
別の具体的実施形態において、当該加熱装置１２は、磁気感知素子１２２１（当該磁気感知素子１２２１は加熱機能を有している）及び部品１２２２を含む点で第１の実施形態と異なっている。
【0040】
更に別の具体的実施形態（図示しない）（即ち、電気抵抗体に通電することで電気抵抗体を発熱させて実現する技術方案）では、前記加熱装置１２における加熱モジュール１２２が部品１２２２のみを含む点で第１の実施形態と異なっている。部品１２２２は、例えば抵抗ブロックといった電気抵抗体とすることができる。この場合も同様に、前記形状記憶合金効果の原理に従って、固形エアロゾル生成基質２を加熱するとの目的が達成される。
【0041】
本発明の別のいくつかの実施形態において、図６を参照して、加熱モジュール１２２は、上記の加熱モジュール１２２と比較して、磁気感知素子１２２１が挿入ピン式の構造をなしており、ホルダ１２３の内部空間の底部に立設されてホルダ１２３に固定される点で主に異なっている。挿入ピン式の磁気感知素子１２２１は、固形エアロゾル生成基質２が加熱装置１２内に挿入される際に挿し込み可能である。磁気感知素子１２２１は加熱機能を有しているため、固形エアロゾル生成基質２を更に加熱及びベーキングすることが可能である。
【0042】
以上述べたように、本発明のいくつかの実施形態では、加熱装置を提供する。当該加熱装置には、第１駆動素子、第２駆動素子、磁気感知素子及び電磁コイルが設置されている。駆動装置は電磁コイルに直接的又は間接的に接続される。且つ、磁気感知素子と電磁コイルが組み合わされて電磁誘導システムが形成される。電磁コイル（導電体）に通電すると、誘導コイル内に高周波交番磁界が発生する。高周波交番磁界の磁力線は、電磁コイルを通過する際に大量の環状渦電流を発生させる。そして、渦電流による加熱効果で大量の熱が放出され、電磁コイルを急速に発熱させることで、電磁コイルにより新型の固形エアロゾル生成基質２が加熱される。
【0043】
上述したように、本発明のいくつかの実施形態における駆動装置は形状記憶合金で製造可能である。当該駆動装置は、通電後にそれ自体の電気抵抗により発熱し、伸長又は収縮動作を生じることで電磁コイルに上下動を発生させる。且つ、駆動装置は、熱に当たるか、熱を受けることを条件に変形可能である。また、一定の温度まで加熱されたあと、合金は変形前の元の状態に戻る。よって、駆動装置は、電磁コイルを上下動させるか、所定の位置まで移動させてから一定時間待機させることが可能である。これにより、温度場の特徴的な制御が実現される。
【0044】
理解し得るように、上記の各技術的特徴は、制限なく任意に組み合わせて使用することが可能である。
【0045】
以上は本発明の実施形態にすぎず、これにより本発明の権利範囲は制限されない。本発明の明細書及び図面の内容を用いて実施される等価の構造又は等価のフローの変更、或いは、その他関連の技術分野における直接的又は間接的な運用は、いずれも同様の理由で本発明の権利の保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0046】
１ 非燃焼・加熱電子霧化装置
１１ ハウジング
１１１ 挿入孔
１１２ 挿入孔蓋
１２ 加熱装置
１２１ 駆動装置
１２１１ 第１駆動素子
１２１２ 第２駆動素子
１２２ 加熱モジュール
１２２１ 磁気感知素子
１２２２ 部品
１２３ ホルダ
１３ 電源
１４ マザーボード
２ 固形エアロゾル生成基質
１１ ハウジング
１１１ 挿入孔
１１２ 挿入孔蓋
１２ 加熱装置
１２１ 駆動装置
１２１１ 第１駆動素子
１２１２ 第２駆動素子
１２２ 加熱モジュール
１２２１ 磁気感知素子
１２２２ 部品
１２３ ホルダ
１３ 電源
１４ マザーボード
２ 固形エアロゾル生成基質
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6】
