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JP-2026514598-A - 発熱構造、非燃焼加熱装置およびその加熱制御方法

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Abstract

発熱構造、非燃焼加熱装置およびその加熱制御方法であって、該加熱制御方法は、予熱段階では、電力制御モードを用いて発熱体（１１２）に対して加熱制御を行い、それによりエアロゾル形成マトリックス（２００）を予熱するステップと、加熱段階では、温度測定モジュールが検出した温度を取得し、かつ温度制御モードを用いて発熱体（１１２）に対して加熱制御を行い、それにより発熱体（１１２）の温度を保温温度に維持するステップとを含む。

Inventors

  • 馬 磊
  • 張 鵬冲
  • 杜 賢武
  • 張 幸福
  • 竇 恒恒
  • 李 祥忠
  • 李 日紅
  • 周 宏明
  • 劉 世元

Assignees

  • スモア インターナショナル ホールディングス リミテッド

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20240507
Priority Date
20230509

Claims (16)

  1. 発熱体と温度測定モジュールを含む非燃焼加熱装置の加熱制御方法であって、 加熱過程は、予熱段階と、前記予熱段階に続く加熱段階と、を含み、 前記加熱制御方法は、 前記予熱段階では、電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、それによりエアロゾル形成マトリックスを予熱するステップと、 前記加熱段階では、前記温度測定モジュールが検出した温度を取得し、かつ温度制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、それにより前記発熱体の温度を所定の保温温度に維持するステップと、を含む、ことを特徴とする非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  2. エアロゾル形成マトリックスを予熱する前記ステップは、 赤外線放射の方式を用いて前記エアロゾル形成マトリックスを予熱することを含み、 前記発熱体の温度を所定の保温温度に維持する前記ステップは、 前記発熱体の温度を所定の保温温度に維持し、かつ赤外線放射の方式を用いて前記エアロゾル形成マトリックスを加熱することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  3. 前記予熱段階では、最初のパフ動作の発生を検出した場合、または、現在の予熱時間が第１所定時間に達する場合、前記加熱段階に移行するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  4. 前記予熱段階では、前記第１所定時間以下である第２所定時間内に最初のパフ動作が検出されなかった場合、提示信号を出力するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項３に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  5. 前記予熱段階の予熱温度は、３００℃～４００℃であり、および／または、 前記加熱段階の保温温度は、１８０℃～３８０℃であり、および／または、 前記第１所定時間は、１～１０ｓである、ことを特徴とする請求項３に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  6. 電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行う前記ステップは、 加熱を開始するときに、前記温度測定モジュールが検出した初期温度を取得することと、 前記初期温度に基づいて前記発熱体の初期加熱電力を決定することと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  7. 電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行う前記ステップは、 定電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、または、 可変電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行うことを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  8. 前記加熱段階では、現在の総パフ回数および／または累積加熱時間を統計し、かつ前記現在の総パフ回数および／または累積加熱時間に基づいて前記保温温度を調整するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  9. 温度測定モジュールが検出した温度を取得し、かつ温度制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行う前記ステップは、 温度測定モジュールが検出した温度をリアルタイムで取得して温度検出値とすることと、 前記保温温度を温度目標値とすることと、 前記温度検出値と前記温度目標値に対してＰＩＤ計算を行い、かつＰＩＤ計算の結果に基づいて前記発熱体に対して加熱制御を行うことと、を含む、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  10. 所定の停止条件を満たすと判断した場合、前記発熱体に対する加熱制御を停止するステップであって、 前記所定の停止条件は、 総パフ回数が所定回数に達したことと、 累積加熱時間が第３所定時間に達したこと、および ユーザーから入力された停止指令を受信したことのうちの少なくとも１つを含む、ステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法。
  11. コンピュータプログラムを格納したコンピュータ記憶媒体であって、 前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されることにより、請求項１～１０のいずれか一項に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法のステップを実現する、ことを特徴とするコンピュータ記憶媒体。
  12. プロセッサと、コンピュータプログラムを記憶したメモリとを備える非燃焼加熱装置であって、 前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行することにより、請求項１～１０のいずれか一項に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法のステップを実現する、ことを特徴とする非燃焼加熱装置。
  13. 発熱構造であって、 発熱体とチューブを含み、前記発熱体は、請求項１～１０のいずれか一項に記載の非燃焼加熱装置の加熱制御方法を採用して通電されて加熱し、赤外線を放射するために用いられ、前記発熱体は、前記チューブのチューブ壁と少なくとも一部が間隔を置いて設置され、前記チューブのチューブ壁は、前記赤外線を透過させ、前記赤外線は、エアロゾル形成マトリックスを加熱するために用いられる、ことを特徴とする発熱構造。
  14. 前記発熱体は、発熱基体および前記発熱基体の外面に設置された赤外線放射層を含み、前記発熱基体は、通電されて加熱し、かつ前記赤外線放射層を励起して赤外線を放射させる、ことを特徴とする請求項１３に記載の発熱構造。
  15. 前記チューブは、エアロゾル形成マトリックスに少なくとも一部が挿入され、かつ本体部および前記本体部の一端に設置される先端部を含み、前記発熱体は前記本体部の内壁と間隔を空けて設置される、ことを特徴とする請求項１３に記載の発熱構造。
  16. 前記発熱体は、前記チューブの外周に設けられ、前記チューブには容置キャビティが設けられ、エアロゾル形成マトリックスの少なくとも一部が前記容置キャビティに収容されている、ことを特徴とする請求項１３に記載の発熱構造。

Description

本発明は、非燃焼加熱霧化の技術分野に関し、特に発熱構造、非燃焼加熱装置およびその加熱制御方法に関する。 非燃焼加熱装置では、発熱体の種類が様々であり、ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、抵抗温度係数）を有する発熱体の場合、発熱体の抵抗値から発熱体の温度を正確に測定することができない。そのため、エアロゾル形成マトリックス内部の温度を測定するために、別の温度測定装置を追加する必要がある。しかし、温度測定装置による温度測定は、遅延性があり、特に予熱段階では、温度測定装置で測定される温度は、エアロゾル形成マトリックス内部の温度を正確に反映していないため、予熱段階の加熱温度を効果的に制御できない。 以下、図面および実施例を参照して本発明をさらに説明する。図面において、 本発明に係る非燃焼加熱装置の加熱制御方法の第１実施例のフローチャートである。 本発明に係る加熱エアロゾル形成マトリックスの温度制御グラフである。 本発明に係る発熱体の加熱制御のグラフである。 本発明に係る非燃焼加熱装置の第１実施例の構造図である。 図４に示される非燃焼加熱装置における発熱構造の構造模式図である。 図５に示される発熱構造の断面図である。 図５に示される発熱構造の構造分解模式図である。 本発明に係る非燃焼加熱装置における発熱構造の第２実施例の構造模式図である。 図８に示される発熱構造を別の角度から見た構造模式図である。 図８に示される発熱構造の断面図である。 図８に示される発熱構造の構造分解模式図である。 発熱体の横断面図である。 以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施例は、すべての実施例ではなく、本発明の一部の実施例に過ぎない。本発明の実施例に基づいて、当業者は、創作的な労力を費やすことなく得られるほかのすべての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属するとものとする。 図１は、本発明に係る非燃焼加熱装置の加熱制御方法の第１実施例のフローチャートである。該実施例の加熱制御方法は、非燃焼加熱装置のプロセッサに適用され、該非燃焼加熱装置は、発熱体、電源、温度測定モジュールなどをさらに含む。電源は、発熱体にエネルギー供給を行う。温度測定モジュールは、温度を検出するために用いられる。具体的には、温度測定モジュールが検出した温度は、発熱体の温度であってもよく、エアロゾル形成マトリックスの温度であってもよく、加熱室の温度であってもよい。発熱体は、例えば、発熱筒、発熱シート、加熱針、加熱ロッド、加熱線または加熱ワイヤなどの様々な形態を有することができ、発熱体は、上記の２つ以上の異なる形態の発熱デバイスの組み合わせであってもよい。 図１に示すように、該実施例に係る非燃焼加熱装置の加熱制御方法は、以下のステップＳ１０～ステップＳ２０を含む。 ステップＳ１０：予熱段階では、電力制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、それによりエアロゾル形成マトリックスを予熱する。 このステップでは、非燃焼加熱装置のボタンを長押しすることで加熱を開始するか、または、エアロゾル形成マトリックスの挿入を検出した時に加熱を自動的に開始することができる。さらに、加熱を開始した後、温度測定モジュールが測定する温度には遅延性があり、エアロゾル形成マトリックスの内部温度を正確に反映できず、かつこの段階における温度変化が比較的大きいため、測定温度の遅れにより正確な温度制御が困難となる。従って、この予熱段階では、電力制御モードを用いて発熱体を高電力で加熱する。すなわち、プロセッサは、加熱電力の大きさと加熱時間の長さのみを制御し、例えば、加熱電力が１０Ｗよりも大きく、加熱時間が１～１０ｓであり、温度測定モジュールが測定する温度に基づいて発熱体を制御しない。この予熱段階では、発熱体が急速に昇温し、さらに赤外線の放射を伴うため、エアロゾル形成マトリックスの予熱温度を３００℃～４００℃まで達させることができる（端点値および両端点間の任意の値を含む）。それにより、エアロゾル形成マトリックスを、短時間で蒸気が生成される状態に加熱し、さらには１～３ｓでパフ条件を満たすようにすることができる。本発明において、高電力とは、一般的に、５Ｗ以上の電力を指す。なお、いくつかの実施例では、予熱段階において、エアロゾル形成マトリックスの予熱温度は、３００℃～４００℃に達するが、発熱体は、この段階で局所（エアロゾル形成マトリックスと接触する少なくとも一部の面積）の最高動作温度は、約５５０℃に達する。この温度の持続時間が短く、かつ急速な放熱が可能なため、エアロゾル形成マトリックスの焦げ付きを引き起こすことはない。 ステップＳ２０：加熱段階では、温度測定モジュールが検出した温度を取得し、かつ温度制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、それにより前記発熱体の温度を保温温度に維持する。 このステップでは、予熱後、加熱段階に移行することができ、ユーザーは、この加熱段階でパフを行うことができる。さらに、この段階では、エアロゾル形成マトリックスと発熱体の温度の変化幅が比較的小さく、温度測定モジュールがこの時点で測定する温度（本実施例では発熱体の温度）は、エアロゾル形成マトリックスの内部の加熱温度を、ほぼ正確に反映できるようになっている。したがって、温度測定モジュールが検出した温度に基づいて、温度制御モードを用いて前記発熱体に対して加熱制御を行い、それにより発熱体の温度を保温温度に維持することができる。保温温度は１８０℃～３８０℃（端点値および両端点間の任意の値を含む）である。具体的には、パフしない時に、電力を供給しないか、または電力を低下させることで発熱体を制御して降温することができ、保温温度まで降温すると、その保温温度を維持する。ユーザーによるパフを検出したとき、発熱体の温度は急速に低下し、温度の下降速度が速すぎて、温度が保温温度を下回った場合に、発熱体を制御して、再び保温温度に達するまで加熱し、次のパフ動作を待つ。いくつかの実施例では、保温段階では、エアロゾル形成マトリックスがエアロゾルを持続的に生成する状態にあり、このプロセスは、少なくとも一回のパフ分のエアロゾルを連続的に事前生成し貯めておくことに相当し、パフ後に降温し、次に再加熱してエアロゾルを事前生成し貯め、このサイクルを繰り返す。保温温度は、好ましくは２００℃～３３０℃（端点値および両端点間の任意の値を含む）に制御される。 該実施例の技術的解決手段によれば、予熱段階では、電力制御モードを用いて発熱体に対して加熱制御を行い、加熱段階では、温度測定モジュールが検出した温度を取得し、かつ温度制御モードを用いて発熱体に対して加熱制御を行う。このような段階的な制御方式は、予熱段階で電力制御モードを用いるため、温度測定モジュールが最初に測定する温度に遅れがあっても、発熱体の加熱制御に影響を与えず、異なるデバイスの動作の違いを解消するのにも役立つ。加熱段階では、発熱体の温度変化は比較的小さく、このときに温度測定モジュールによって測定された温度は、エアロゾル形成マトリックス内部の温度を比較的正確に反映できるようになっており、かつこの段階における温度フィードバックの遅れが温度制御に与える影響は小さい。したがって、この段階では温度制御モードを用いて発熱体を制御することで、エアロゾルの口当たりの一貫性を保証することができる。 さらに、選択可能な一実施例では、本発明の加熱制御方法は、 前記予熱段階では、最初のパフ動作の発生を検出した場合、または、現在の予熱時間が第１所定時間に達する場合、前記加熱段階に移行するステップをさらに含む。 さらに、本発明の加熱制御方法は、 予熱段階では、前記第１所定時間以下である第２所定時間内に最初のパフ動作が検出されなかった場合、提示信号を出力するステップをさらに含む。 具体的な実施例では、第１所定時間を６ｓ、第２所定時間を３ｓと仮定する。そうすると、加熱を開始した後に、３秒になるとパフ可能であることをユーザーに提示する。ユーザーがパフしない場合に、６秒になると、制御器は、発熱体を低電力で動作させるように制御する。 さらに、選択可能な一実施例では、ステップＳ１０においてエアロゾル形成マトリックスを予熱するステップは、赤外線放射の方式を用いて前記エアロゾル形成マトリックスを予熱することを含むと共に、熱伝導方式により加熱することも含む。ステップＳ２０において前記発熱体の温度を所定の保温温度に維持するステップは、前記発熱体の温度を所定の保温温度に維持し、かつ赤外線放射の方式を用いて前記エアロゾル形成マトリックスを加熱することを含む。本実施例では、赤外線放射の方式を用いてエアロゾル形成マトリックスを加熱するため、赤外線の波長は、主に２μｍ～４．７５μｍ（端点値および両端点間の任意の値を含む）および８μｍ～１１μｍ（端点値および両端点間の任意の値を含む）に集中し、かつ発熱体は、瞬時（一般的に３ｓ内）に５００℃以上、さらに１０００℃以上に昇温し、赤外線を介してエアロゾル形成マトリックスを迅速に加熱し、そのため、予熱時間が非常に短く、急速に蒸気を生成することができ、一般的に約３秒内にパフすることができる。また、赤外線は、透過力が高く、均一な加熱を実現するため、エネルギーが特定の点や面に過度に集中することがない。この結果、焦がすことなく速やかに蒸気を生成し、口当たりの一貫性を保証する。 具体的な実施例では、加熱用のコンポーネント構造は、石英管およびその内部に設置された発熱体を含む。発熱体は、石英管と少なくとも一部が間隔を置いて設置され、発熱体は、金属基体と外面の赤外放射層で構成される。発熱体は、全体として、発熱線を巻回して形成された単一螺旋、二重螺旋、またはＮ字状の構造とすることができ、筒状、シート状、柱状とすることもできる。温度測定モジュールは、石英管に設けられてもよく、例えば、温度測定膜は、石英管壁に貼り付けられる。そして、発熱体の加熱原理は、以下の通りである。発熱体は、主に赤外線の放射によってエアロゾル形成マトリックスを加熱し、それと同時に発熱体の熱伝導によって加熱を補助する。従来技術の発熱体と異なり、該実施例の発熱体の温度は、最高１３００℃に達し、一般的に５００～１０００℃であり、定常加熱過程では、好ましくは６００～８００℃となり（従来技術における発熱体の局所温度が最高約４２０℃である）、この温度範囲の赤外線放射層は、主に波長２μｍ～１４μｍの光波、特に波長２μｍ～４．７５μｍの光波を放射し、それは、エアロゾル形成マトリックスが吸収して快速に加熱しやすい波長域である。 また、従来技術では、発熱体の発熱部の局所温度は、最高４２０℃以内であるが、エアロゾル形成マトリックスと接触する部分の温度は約３５０℃に制御されている（発熱部がエアロゾル形成マトリックスに直接接触する発熱体はあり、発熱体の外面にチューブが設けられ、発熱体がチューブと密着し、チューブがエアロゾル形成マトリックスと接触し、物理的な接触熱伝導によって加熱する発熱体もある）。しかし、この形態では、発熱体の温度は、高く設定されてはならない。４２０℃を超える温度では、エアロゾル形成マトリックスが急速に蒸気を生成することができるが、エアロゾル形成マトリックスと接触する部分の温度も過度に上昇し、物理的な接触による熱伝導のため、発熱部の熱容量が大きいため、後段での温度低