Настоящее изобретение относится к индукционному нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль, компоновке для индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, устройству, генерирующему аэрозоль, с компоновкой для индукционного нагрева и системе, генерирующей аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим компоновку для индукционного нагрева.
В уровне техники предложен ряд электрических систем, генерирующих аэрозоль, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее электрический нагреватель, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, такого как табачный штранг. Одной из целей таких систем, генерирующих аэрозоль, является снижение количества известных вредных компонентов дыма, образуемых в результате горения и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. Обычно генерирующий аэрозоль субстрат обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия, которое вставляется в полость в генерирующем аэрозоль устройстве. В некоторых известных системах для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, при которой он способен выделять летучие компоненты, которые могут образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент, такой как нагревательная пластина, вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль. В других генерирующих аэрозоль системах вместо резистивного нагревательного элемента используется индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель обычно содержит катушку индуктивности, образующую часть генерирующего аэрозоль устройства, и токоприемник, расположенный таким образом, что он находится в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату. Индуктор генерирует изменяющееся магнитное поле для генерирования вихревых токов и потерь на гистерезис в токоприемнике, вызывая нагрев токоприемника, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль. Индукционный нагрев обеспечивает возможность генерирования аэрозоля без воздействия нагревателя на изделие, генерирующее аэрозоль. Это может увеличить легкость, с которой может быть очищен нагреватель.
Некоторые известные устройства, генерирующие аэрозоль, содержат более чем одну катушку индуктивности, при этом каждая катушка индуктивности выполнена с возможностью нагрева разной части токоприемника. Такие устройства, генерирующие аэрозоль, могут быть использованы для нагрева разных частей изделия, генерирующего аэрозоль, в разное время или до разных температур. Однако для таких устройств, генерирующих аэрозоль, может быть затруднительно нагревать одну часть изделия, генерирующего аэрозоль, без опосредованного одновременного нагрева смежной части изделия, генерирующего аэрозоль.
Было бы желательно предоставить устройство, генерирующее аэрозоль, которое смягчило бы или устранило эти проблемы с известными системами.
Согласно этому изобретению предложен индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль.
Индукционный нагревательный элемент может содержать первый токоприемник. Индукционный нагревательный элемент может содержать второй токоприемник. Индукционный нагревательный узел может содержать промежуточный элемент, размещенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть газопроницаемым.
В частности, в соответствии с этим изобретением предложен индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем индукционный нагревательный элемент содержит: первый токоприемник; второй токоприемник; и промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуточный элемент является газопроницаемым.
Обеспечение газопроницаемого промежуточного элемента между первым токоприемником и вторым токоприемником обеспечивает возможность протягивания воздуха через индукционный нагревательный элемент на промежуточном элементе.
Протягивание воздуха через индукционный нагревательный элемент на промежуточном элементе может обеспечивать охлаждение концов первого токоприемника и второго токоприемника, смежных с промежуточным элементом. Охлаждение концов первого токоприемника и второго токоприемника, смежных с промежуточным элементом, может способствовать выборочному нагреву субстрата, образующего аэрозоль, в области первого токоприемника и в области второго токоприемника, что является преимуществом. Когда один из токоприемников нагревают до более высокой температуры, чем другой токоприемник, газопроницаемый промежуточный элемент может способствовать уменьшению теплопередачи от токоприемника с более высокой температурой к токоприемнику с более низкой температурой путем охлаждения смежных концов токоприемников при протягивании воздуха через промежуточный элемент.
Согласно этому изобретению предложена компоновка для индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль.
Компоновка для индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать: первый токоприемник; второй токоприемник; и промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть газопроницаемым. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать первую катушку индуктивности. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую катушку индуктивности. Первая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
В частности, в соответствии с этим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, причем компоновка для индукционного нагрева содержит: индукционный нагревательный элемент, первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности. Индукционный нагревательный элемент содержит: первый токоприемник; второй токоприемник; и промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником, при этом промежуточный элемент является газопроницаемым. Первая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Включение в компоновку для индукционного нагрева первой катушки индуктивности, выполненной с возможностью нагрева первого токоприемника индукционного нагревательного элемента, и второй катушки индуктивности, выполненной с возможностью нагрева второго токоприемника индукционного нагревательного элемента, дает возможность выборочного нагрева первого токоприемника и второго токоприемника. Такой выборочный нагрев дает возможность компоновке для индукционного нагрева нагревать разные части субстрата, образующего аэрозоль, в разные моменты времени, и может обеспечить возможность нагрева одного из токоприемников до температуры, отличной от другого токоприемника.
Согласно этому изобретению предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее индукционный нагревательный узел.
Компоновка для индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать: первый токоприемник; второй токоприемник; и промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть газопроницаемым. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать первую катушку индуктивности. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую катушку индуктивности. Первая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
В частности, в соответствии с этим изобретением предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее кожух устройства, определяющий полость устройства для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит компоновку для индукционного нагрева, содержащую индукционный нагревательный элемент, содержащий: первый токоприемник, расположенный вокруг первой части полости устройства; второй токоприемник, расположенный вокруг второй части полости устройства, и промежуточный элемент, расположенный вокруг промежуточной части полости устройства, между первой частью и второй частью полости устройства, при этом промежуточный элемент является газопроницаемым. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит: первую катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части первого токоприемника и первой части полости устройства; вторую катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части второго токоприемника и второй части полости устройства; и источник питания, соединенный с компоновкой для индукционного нагрева и выполненный с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности. Когда изменяющийся электрический ток подают на первую катушку индуктивности, первая катушка индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник. Когда изменяющийся электрический ток подают на вторую катушку индуктивности, вторая катушка индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник.
В дополнение к обеспечению возможности эффективного выборочного нагрева первой части полости устройства и второй части полости устройства, газопроницаемый промежуточный элемент также позволяет втягивать воздух в полость устройства между первой частью полости устройства и второй частью полости устройства. Соответственно, газопроницаемый промежуточный элемент может обеспечивать возможность подачи воздуха непосредственно к первой части субстрата, образующего аэрозоль, размещенной в первой части полости устройства, без того, чтобы воздух сначала проходил через вторую часть субстрата, образующего аэрозоль, размещенную во второй части полости устройства. Аналогичным образом газопроницаемый промежуточный элемент может обеспечивать возможность подачи воздуха непосредственно ко второй части субстрата, образующего аэрозоль, размещенной во второй части полости устройства, без того, чтобы воздух сначала проходил через первую часть субстрата, образующего аэрозоль, размещенную в первой части полости устройства. Подача воздуха непосредственно в часть субстрата, образующего аэрозоль, размещенную в одной из частей полости устройства, может обеспечить улучшенное управление характеристиками аэрозоля, генерируемого из субстрата, образующего аэрозоль, когда часть субстрата, образующего аэрозоль, нагревается одним из токоприемников, что является преимуществом.
Согласно этому изобретению предложена система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать индукционный нагревательный узел. Компоновка для индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать: первый токоприемник; второй токоприемник; и промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть газопроницаемым. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать первую катушку индуктивности. Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую катушку индуктивности. Первая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая катушка индуктивности может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента. Компоновка для индукционного нагрева может быть выполнена таким образом, что первый токоприемник расположен для нагревания первого субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль. Компоновка для индукционного нагрева может быть выполнена таким образом, что второй токоприемник расположен для нагревания второго субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль.
В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно представляет собой изделие, генерирующее аэрозоль.
В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, в данном документе может называться табачным стиком.
В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, с генерированием аэрозоля.
В данном документе термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
В данном документе термин «изменяющийся ток» включает любые виды тока, изменяющегося со временем, для генерирования изменяющегося магнитного поля. Подразумевается, что термин «изменяющийся ток» включает переменные токи. В случае если изменяющийся ток представляет собой переменный ток, переменный ток генерирует переменное магнитное поле.
В данном документе термин «длина» означает основной размер в продольном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «ширина» означает основной размер в поперечном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в конкретном месте вдоль его длины. Термин «толщина» означает размер в поперечном направлении, перпендикулярном ширине.
В данном документе термин «поперечное сечение» используется для описания сечения устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в направлении, перпендикулярном продольному направлению в конкретном месте вдоль его длины.
В данном документе термин «ближний» означает пользовательский конец, или мундштучный конец устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, представляет собой конец компонента, ближайший к пользовательскому концу или мундштучному концу устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. В данном документе термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу.
Согласно настоящему изобретению предложен индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент может представлять собой внутренний нагревательный элемент. В данном документе термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью вставки в субстрат, образующий аэрозоль.
Внутренний нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью вставки в субстрат, образующий аэрозоль. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму пластины. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму штыря. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму конуса. В случае если устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость устройства для размещения субстрата, образующего аэрозоль, предпочтительно внутренний нагревательный элемент проходит в полость устройства.
В некоторых вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент может представлять собой внешний нагревательный элемент. В данном документе термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью нагревания внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль.
Внешний нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью по меньшей мере частично окружать субстрат, образующий аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления компоновка для индукционного нагрева содержит по меньшей мере один внутренний нагревательный элемент и по меньшей мере один внешний нагревательный элемент.
Индукционный нагревательный элемент может содержать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль. В частности, если индукционный нагревательный элемент представляет собой внешний нагревательный элемент, то индукционный нагревательный элемент может содержать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости индукционного нагревательного элемента.
Индукционный нагревательный элемент может содержать внешнюю сторону и внутреннюю сторону, противоположную внешней стороне. Внутренняя сторона может по меньшей мере частично определять полость индукционного нагревательного элемента для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью позволять воздуху проходить с внешней стороны к внутренней стороне. Промежуточный элемент может содержать один или более проходов для воздуха, выполненных с возможностью позволять воздуху проходить с внешней стороны к внутренней стороне. Один или более проходов для воздуха могут проходить от внешней стороны к внутренней стороне индукционного нагревательного элемента.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент представляет собой трубчатый индукционный нагревательный элемент. Внутренняя поверхность трубчатого индукционного нагревательного элемента может определять полость индукционного нагревательного элемента. Первый токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента. Второй токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента. Промежуточный элемент может представлять собой трубчатый промежуточный элемент, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость устройства для размещения субстрата, образующего аэрозоль, индукционный нагревательный элемент может по меньшей мере частично окружать полость устройства. Полость индукционного нагревательного элемента может быть выровнена с полостью устройства.
Индукционный нагревательный элемент содержит первый токоприемник и второй токоприемник.
В данном документе термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда токоприемник расположен в изменяющемся магнитном поле, токоприемник нагревается. Нагревание токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.
Токоприемник может содержать любой подходящий материал. Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для аэрозолизации образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше приблизительно 250 градусов по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из токопроводящего материала. В данном документе термин «электропроводный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление меньше или равное 1 x10-4 Ом-метр (Ом·м) при двадцати градусах по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из теплопроводного материала. В данном документе термин «теплопроводный материала» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность по меньшей мере 10 ватт на метр-Кельвин (Вт/(м·К)) при 23 градусах по Цельсию и относительной влажности 50 процентов при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Подходящие материалы для токоприемника включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, содержащие никель соединения, титан и композиты из металлических материалов. Некоторые предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемники могут содержать ферромагнитный материал, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Некоторые предпочтительные токоприемники состоят из ферромагнитного материала. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Подходящий токоприемник может состоять из алюминия. Токоприемник может содержать по меньшей мере приблизительно 5 процентов, по меньшей мере приблизительно 20 процентов, по меньшей мере приблизительно 50 процентов или по меньшей мере приблизительно 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительно токоприемник образован из материала, который является по существу непроницаемым для газа. Другими словами, предпочтительно токоприемник выполнен из материала, который не является проницаемым для газа.
Токоприемник индукционного нагревательного элемента может принимать любую подходящую форму. Например, токоприемник может быть продолговатым. Токоприемник может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, токоприемник может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение. Токоприемник может быть трубчатым. Трубчатый токоприемник содержит кольцевое тело, определяющее внутреннюю полость. Полость токоприемника может быть выполнена с возможностью размещения субстрата, образующего аэрозоль. Полость токоприемника может представлять собой открытую полость. Полость токоприемника может быть открыта на одном конце. Полость токоприемника может быть открыта на обоих концах.
Если токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, имеющий полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, которая открыта на одном конце или на обоих концах, предпочтительно, чтобы токоприемник являлся по существу непроницаемым для газа с внешней поверхности к внутренней поверхности, определяющей внутреннюю полость. Другими словами, предпочтительно токоприемник является по существу непроницаемым для газа через боковые стенки токоприемника.
В некоторых вариантах осуществления все токоприемники являются по существу идентичными. Например, второй токоприемник может быть по существу идентичен первому токоприемнику. Все токоприемники могут быть образованы из одинакового материала. Все токоприемники могут иметь одинаковую форму и размеры. Выполнение каждого токоприемника идентичным другим токоприемникам может обеспечить нагрев каждого токоприемника до по существу одинаковой температуры и нагрев с по существу одинаковой скоростью при приложении заданного изменяющегося магнитного поля.
В некоторых вариантах осуществления второй токоприемник отличается от первого токоприемника по меньшей мере одной характеристикой. Второй токоприемник может быть образован из материала, отличного от материала первого токоприемника. Форма и размеры второго токоприемника могут быть отличными от формы и размеров первого токоприемника. Второй токоприемник может иметь длину, которая превышает длину первого токоприемника. Выполнение каждого токоприемника отличным от других токоприемников может обеспечить приспособление каждого токоприемника к оптимальному нагреву разных субстратов, образующих аэрозоль.
В одном примере первый субстрат, образующий аэрозоль, может требовать нагрева до первой температуры для генерирования первого аэрозоля с требуемыми характеристиками, и второй субстрат, образующий аэрозоль, может требовать нагрева до второй температуры, отличной от первой температуры, для генерирования второго аэрозоля с требуемыми характеристиками. В этом примере первый токоприемник может быть образован из первого материала, пригодного для нагрева первого субстрата, образующего аэрозоль, до первой температуры, и второй токоприемник может быть образован из второго материала, отличного от первого материала, пригодного для нагрева второго субстрата, образующего аэрозоль, до второй температуры.
В другом примере изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, имеющий первую длину, и второй субстрат, образующий аэрозоль, имеющий вторую длину, отличную от первой длины, так что нагрев второго субстрата, образующего аэрозоль, генерирует другое количество аэрозоля, чем нагрев первого субстрата, образующего аэрозоль. В этом варианте осуществления первый токоприемник может иметь длину, по существу равную первой длине, и второй токоприемник может иметь длину, по существу равную второй длине.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник, и второй токоприемник представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник. В этих предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник могут быть по существу выровнены. Иными словами, первый токоприемник и второй токоприемник могут быть коаксиально выровнены.
Индукционный нагревательный элемент может содержать любое подходящее количество токоприемников. Индукционный нагревательный элемент содержит множество токоприемников. Индукционный нагревательный элемент содержит по меньшей мере два токоприемника. Например, индукционный нагревательный элемент может содержать три, четыре, пять или шесть токоприемников. В случае если индукционный нагревательный элемент содержит более двух токоприемников, промежуточный элемент может быть размещен между каждой смежной парой токоприемников.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник может содержать слой токоприемника, предусмотренный на опорной основной части. Каждый из первого токоприемника и второго токоприемник может быть образован из опорной основной части и слоя токоприемника. Расположение токоприемника в изменяющемся магнитном поле вызывает вихревые токи в непосредственной близости от поверхности токоприемника, то есть эффект, называемый поверхностным эффектом. Соответственно, является возможным образование токоприемника из относительно тонкого слоя материала токоприемника, что в то же время обеспечивает эффективный нагрев токоприемника при наличии изменяющегося магнитного поля. Выполнение токоприемника из опорной основной части и относительно тонкого слоя токоприемника может облегчить производство изделия, генерирующего аэрозоль, которое является простым, недорогим и надежным.
Опорная основная часть может быть выполнена из материала, который не подвержен индукционному нагреву. Преимущественно это может уменьшить нагрев поверхностей токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль, где поверхности опорной основной части образуют поверхности токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль.
Опорная основная часть может содержать электроизоляционный материал. В данном документе термин «электроизоляционный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление, составляющее по меньшей мере 1 x104 Ом-метр (Ом·м) при двадцати градусах по Цельсию.
Опорная основная часть может содержать теплоизоляционный материал для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника. В данном документе термин «теплоизоляционный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность менее или равную приблизительно 40 ватт на метр-Кельвин (Вт/(м·К)) при температуре 23 градуса по Цельсию и относительной влажности 50 процентов при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Образование опорной основной части из теплоизоляционного материала может обеспечить теплоизоляционную перегородку между слоем токоприемника и другими компонентами компоновки для индукционного нагрева, например, катушкой индуктивности, окружающей индукционный нагревательный элемент. Это может уменьшить передачу тепла между токоприемником и другими компонентами индукционной нагревательной системы, что является преимуществом.
Если токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, содержащий полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, опорная основная часть может представлять собой трубчатую опорную основную часть, и на внутренней поверхности опорной основной части может быть выполнен слой токоприемника. Обеспечение слоя токоприемника на внутренней поверхности опорной основной части позволяет расположить слой токоприемника смежно с субстратом, образующим аэрозоль, в полости индукционного нагревательного элемента, улучшая передачу тепла между слоем токоприемника и субстратом, образующим аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части.
Токоприемник может быть снабжен защитным внешним слоем, например, защитным керамическим слоем или защитным стеклянным слоем. Защитный внешний слой может улучшить прочность токоприемника и упростить очистку токоприемника. Защитный внешний слой может по существу окружать токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла.
Индукционный нагревательный элемент содержит промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником.
Промежуточный элемент может иметь любую подходящую форму. Промежуточный элемент может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, промежуточный элемент может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение. Промежуточный элемент может быть трубчатым. Трубчатый промежуточный элемент содержит кольцевое тело, определяющее внутреннюю полость. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с внешней стороны промежуточного элемента во внутреннюю полость. Полость промежуточного элемента может быть выполнена с возможностью размещения части изделия, генерирующего аэрозоль. Полость промежуточного элемента может представлять собой открытую полость. Полость промежуточного элемента может быть открыта на одном конце. Полость промежуточного элемента может быть открыта на обоих концах.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник представляют собой трубчатые токоприемники, а промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления трубчатый первый токоприемник, трубчатый второй токоприемник и трубчатый промежуточный элемент могут быть по существу выровнены. Трубчатый первый токоприемник, трубчатый промежуточный элемент и трубчатый второй токоприемник могут быть размещены конец к концу в форме трубчатого стержня. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут быть по существу выровнены. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут определять полость индукционного нагревательного элемента.
Промежуточный элемент может быть образован из любого подходящего материала.
В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент образован из того же материала, что и первый токоприемник. В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент образован из того же материала, что и второй токоприемник. В некоторых вариантах осуществления первый токоприемник, второй токоприемник и промежуточный элемент образованы из одного материала.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент образован из материала, отличающегося от материала первого токоприемника и второго токоприемника.
Промежуточный элемент может содержать теплоизоляционный материал для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника.
Промежуточный элемент может содержать электроизоляционный материал для электрического изолирования первого токоприемника от второго токоприемника.
Промежуточный элемент может содержать по меньшей мере одно из: теплоизоляционного материала для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника; и электроизоляционного материала для электрического изолирования первого токоприемника от второго токоприемника. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент содержит теплоизоляционный материал для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника и электроизоляционный материал для электрического изолирования первого токоприемника от второго токоприемника.
Особенно предпочтительные материалы для промежуточного элемента могут включать полимерные материалы, такие как полиэфирэфиркетон (PEEK), жидкокристаллические полимеры, такие как Kevlar®, определенные виды цемента, стекла и керамических материалов, таких как диоксид циркония (ZrO2), нитрид кремния (Si3N4) и оксид алюминия (Al2O3).
Промежуточный элемент является газопроницаемым. Другими словами, промежуточный элемент выполнен таким образом, что он допускает проникание газа через промежуточный элемент. Обычно промежуточный элемент выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с одной стороны промежуточного элемента на другую сторону промежуточного элемента. Промежуточный элемент может содержать внешнюю сторону и внутреннюю сторону, противоположную внешней стороне. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с внешней стороны к внутренней стороне.
В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент содержит проход для воздуха, выполненный с возможностью обеспечения прохождения воздуха через промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления промежуточный элемент не должен быть обязательно выполнен из газопроницаемого материала. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент образован из газонепроницаемого материала и содержит проход для воздуха, выполненный с возможностью прохождения воздуха через промежуточный элемент. Промежуточный элемент может содержать множество проходов для воздуха. Промежуточный элемент может содержать любое подходящее количество проходов для воздуха, например, два, три, четыре, пять или шесть проходов для воздуха. В случае если промежуточный элемент содержит множество проходов для воздуха, проходы для воздуха могут быть равномерно разнесены от промежуточного элемента.
В случае если промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент, определяющий внутреннюю полость, промежуточный элемент может содержать проход для воздуха, выполненный с возможностью пропускания потока воздуха с внешней поверхности промежуточного элемента во внутреннюю полость. Промежуточный элемент может содержать проход для воздуха, проходящий от внешней поверхности к внутренней поверхности. В случае если трубчатый промежуточный элемент содержит несколько проходов для воздуха, проходы для воздуха могут быть равномерно разнесены по окружности трубчатого промежуточного элемента.
В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент может содержать пористый материал, который является газопроницаемым. В этих вариантах осуществления пористость материала может обеспечивать газопроницаемость. Другими словами, поры пористого материала могут иметь достаточный размер и сообщаться между собой в достаточной мере для обеспечения возможности проникания газа через пористый материал. Такие пористые материалы могут не требовать обеспечения наличия специальных проходов для воздуха через пористый материал для того, чтобы пористый материал был газопроницаемым. Однако также предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент может содержать пористый материал, содержащий по меньшей мере один проход для воздуха.
Промежуточный элемент может содержать первый пористый материал и второй пористый материал. Второй пористый материал может иметь более высокую пористость, чем первый пористый материал. В этих вариантах осуществления повышенная пористость второго пористого материала по сравнению с первым пористым материалом может способствовать протеканию воздуха в направлении второго пористого материала.
Промежуточный элемент может содержать дальний конец, смежный с первым токоприемником, и ближний конец, противоположный дальнему концу и смежный со вторым токоприемником. Первый пористый материал может быть расположен в направлении дальнего конца промежуточного элемента. Второй пористый материал может быть расположен в направлении ближнего конца промежуточного элемента. Соответственно, компоновка первого пористого материала и второго пористого материала может способствовать протеканию воздуха в направлении ближнего конца промежуточного элемента, в направлении второго пористого материала и второго токоприемника.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления пористость второго пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии в соответствии с ISO 15901-1:2005, по меньшей мере в 1,5 раза превышает пористость первого пористого материала. Более предпочтительно, пористость второго пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии, по меньшей мере в два раза больше пористости первого пористого материала.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления пористость второго пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии в соответствии с ISO 15901-1:2005, может составлять от приблизительно 20% до приблизительно 50%, и пористость первого пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии в соответствии с ISO 15901-1:2005, может составлять от приблизительно 5% до приблизительно 35%.
В некоторых вариантах осуществления пористость второго пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии в соответствии с ISO 15901-1:2005, может быть от приблизительно в 1,5 раза до приблизительно в 10 раз больше пористости первого пористого материала, предпочтительно от приблизительно в 1,5 раза до приблизительно в 5 раз больше пористости первого пористого материала. В других вариантах осуществления пористость второго пористого материала, измеренная методом ртутной порометрии в соответствии с ISO 15901-1:2005, может быть от приблизительно в 2 раз до приблизительно в 10 раз больше пористости первого пористого материала, предпочтительно от приблизительно в 2 раза до приблизительно в 5 раз больше пористости первого пористого материала.
В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент содержит третий пористый материал. Третий пористый материал может быть расположен между первым пористым материалом и вторым пористым материалом. Третий пористый материал может иметь более высокую пористость, чем первый пористый материал. Третий пористый материал может иметь более низкую пористость, чем второй пористый материал.
Индукционный нагревательный элемент может содержаться в компоновке для индукционного нагрева.
Компоновка для индукционного нагрева дополнительно содержит первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности.
Первая катушка индуктивности выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле. Первая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Вторая катушка индуктивности выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле. Вторая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Катушка индуктивности может иметь любую подходящую форму. Например, катушка индуктивности может представлять собой плоскую катушку индуктивности. Плоская катушка индуктивности может быть намотана по спирали, по существу в плоскости. Предпочтительно, катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, определяющую внутреннюю полость. Обычно, трубчатая катушка индуктивности спирально намотана вокруг оси. Индукционная катушка может быть продолговатой. В частности, предпочтительно катушка индуктивности может быть удлиненной трубчатой катушкой индуктивности. Катушка индуктивности может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, катушка индуктивности может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.
Индукционная катушка может быть образована из любого подходящего материала. Индукционная катушка образована из токопроводящего материала. Предпочтительно, катушка индуктивности образована из металла или металлического сплава.
В случае если катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, предпочтительно часть индукционного нагревательного элемента расположена внутри внутренней полости катушки индуктивности. Особенно предпочтительно первая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, и по меньшей мере часть первого токоприемника расположена внутри внутренней полости первой катушки индуктивности. Длина трубчатой первой катушки индуктивности может быть по существу близка к длине первого токоприемника. Особенно предпочтительно, вторая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, и по меньшей мере часть второго токоприемника расположена внутри внутренней полости второй катушки индуктивности. Длина трубчатой второй катушки индуктивности может быть по существу близка к длине второго токоприемника.
В некоторых вариантах осуществления вторая катушка индуктивности по существу идентична первой катушке индуктивности. Другими словами, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности имеют одинаковую форму, размеры и количество витков. Особенно предпочтительно, вторая катушка индуктивности по существу идентична первой катушке индуктивности в тех вариантах осуществления, где второй токоприемник по существу идентичен первому токоприемнику.
В некоторых вариантах осуществления вторая катушка индуктивности отличается от первой катушки индуктивности. Например, вторая катушка индуктивности может иметь длину, количество витков или поперечное сечение, отличные от таковых для первой катушки индуктивности. Особенно предпочтительно, вторая катушка индуктивности отлична от первой катушки индуктивности в тех вариантах осуществления, где второй токоприемник отличен от первого токоприемника.
Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть расположены в любом подходящем расположении. В частности, предпочтительно первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности коаксиально выровнены вдоль оси. В случае если первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности представляют собой продолговатые трубчатые катушки индуктивности, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть коаксиально выровнены вдоль продольной оси таким образом, чтобы внутренние полости катушек были выровнены вдоль продольной оси.
Компоновка для индукционного нагрева может содержать любое подходящее количество катушек индуктивности. Индукционный нагревательный элемент содержит несколько катушек индуктивности. Компоновка для индукционного нагрева содержит по меньшей мере две катушки индуктивности. Предпочтительно количество катушек индуктивности компоновки для индукционного нагрева равно количеству токоприемников индукционного нагревательного элемента. Количество катушек индуктивности компоновки для индукционного нагрева может отличаться от количества токоприемников индукционного нагревательного элемента. В случае если количество катушек индуктивности равно количеству токоприемников, предпочтительно каждая катушка индуктивности размещена вокруг токоприемника. Особенно предпочтительно, каждая катушка индуктивности проходит по существу по длине токоприемника, вокруг которого она размещена.
Индукционный нагревательный элемент может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть размещен вокруг катушки индуктивности компоновки для индукционного нагрева. Концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности, в направлении индукционного нагревательного элемента.
Посредством деформации магнитного поля в направлении индукционного нагревательного элемента концентратор потока может концентрировать магнитное поле на индукционном нагревательном элементе, что является преимуществом. Это может увеличивать эффективность компоновки для индукционного нагрева в сравнении с вариантами осуществления, в которых концентратор потока не предусмотрен. В данном документе фраза «концентрировать магнитное поле» означает деформировать магнитное поле таким образом, что плотность магнитной энергии магнитного поля увеличивается в месте «концентрации» магнитного поля.
В данном документе термин «концентратор потока» относится к компоненту, имеющему высокую относительную магнитную проницаемость, который служит для концентрации и направления магнитного поля или линий магнитного поля, генерируемых катушкой индуктивности. В данном документе термин «относительная магнитная проницаемость» относится к отношению магнитной проницаемости материала или среды, такой как концентратор потока, к магнитной проницаемости свободного пространства, «µ0», где µ0 представляет собой 4π×10−7 ньютонов на ампер в квадрате (Н·A−2).
В данном документе термин «высокая относительная магнитная проницаемость» относится к относительной магнитной проницаемости, составляющей по меньшей мере 5 при 25 градусах по Цельсию, например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 30, по меньшей мере 40, по меньшей мере 50, по меньшей мере 60, по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100 градусов по Цельсию. Эти приведенные в качестве примера значения предпочтительно относятся к значениям относительной магнитной проницаемости для частоты от 6 до 8 МГц и температуры 25 градусов по Цельсию.
Концентратор потока может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно, концентратор потока содержит ферромагнитный материал, например, ферритовый материал, ферритовый порошок, удерживаемый в связующем, или любой другой подходящий материал, содержащий ферритовый материал, такой как ферритный чугун, ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь.
В некоторых вариантах осуществления компоновка для индукционного нагрева содержит концентратор потока, размещенный вокруг первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. В этих вариантах осуществления концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первого токоприемника индукционного нагревательного элемента и с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второго токоприемника индукционного нагревательного элемента.
В некоторых из этих вариантов осуществления часть концентратора потока проходит в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. Прохождение части концентратора потока в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником может дополнительно деформировать магнитное поле, генерируемое первой катушкой индуктивности, и магнитное поле, генерируемое второй катушкой индуктивности. Эта дополнительная деформация может привести к дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первого токоприемника и дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второго токоприемника. Это может дополнительно улучшать эффективность компоновки для индукционного нагрева.
В некоторых вариантах осуществления компоновка для индукционного нагрева содержит несколько концентраторов потока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления отдельный концентратор потока размещен вокруг каждой катушки индуктивности. Снабжение каждой катушки индуктивности выделенным концентратором потока может позволить оптимально сконфигурировать концентратор потока для деформации магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности. Такая компоновка также может обеспечить образование компоновки для индукционного нагрева из модульных индукционных нагревательных узлов. Каждый индукционный нагревательный узел может содержать катушку индуктивности и концентратор потока. Обеспечение модульных индукционных нагревательных узлов может ускорить стандартизованное производство компоновки для индукционного нагрева и обеспечить возможность удаления и замены отдельных узлов.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления компоновка для индукционного нагрева содержит: первый концентратор потока, размещенный вокруг первой катушки индуктивности, причем первый концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первого токоприемника; и второй концентратор потока, размещенный вокруг второй катушки индуктивности, причем второй концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второго токоприемника.
В этих предпочтительных вариантах осуществления часть первого концентратора потока может проходить в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. В этих предпочтительных вариантах осуществления часть второго концентратора потока может проходить в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. Прохождение части концентратора потока в промежуточный элемент между токоприемниками может позволить концентратору потока дополнительно деформировать магнитное поле, генерируемое катушкой индуктивности, в направлении токоприемника.
Компоновка для индукционного нагрева может дополнительно содержать кожух компоновки для индукционного нагрева. Кожух может соединять воедино индукционный нагревательный элемент, катушки индуктивности и концентраторы потока. Это может способствовать закреплению относительных компоновок компонентов компоновки для индукционного нагрева и улучшать сопряжение между компонентами. Предпочтительно, кожух компоновки для индукционного нагрева образован из электроизоляционного материала.
В случае если компоновка для индукционного нагрева содержит раздельные индукционные нагревательные узлы, содержащие катушку индуктивности и концентратор потока, каждый индукционный нагревательный узел может содержать кожух индукционного нагревательного узла. Кожух индукционного нагревательного узла может собирать воедино компоненты индукционного нагревательного узла и улучшать сопряжение между компонентами. Предпочтительно, кожух индукционного нагревательного узла образован из электроизоляционного материала.
Компоновка для индукционного нагрева может содержаться в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания. Источник питания может представлять собой блок питания любого подходящего типа. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления источник питания представляет собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Источник питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует типовому времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения предварительно заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой источник питания постоянного тока, имеющий напряжение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольт до приблизительно 4,5 вольт и силу постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 ампера до приблизительно 10 ампер (соответствующие мощности источника питания в диапазоне от приблизительно 2,5 ватт до приблизительно 45 ватт).
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с компоновкой для индукционного нагрева и источником питания. В частности, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с первой катушкой индуктивности, второй катушкой индуктивности и источником питания. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей питания на компоновку для индукционного нагрева от источника питания. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на компоновку для индукционного нагрева. Ток может подаваться на компоновку для индукционного нагрева непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке.
Контроллер преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса С, класса D или класса E.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на компоновку для индукционного нагрева с любой подходящей частотой. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на компоновку для индукционного нагрева с частотой от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на компоновку для индукционного нагрева от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи высокочастотного изменяющегося тока на компоновку для индукционного нагрева. В данном документе термин «высокочастотный изменяющийся ток» обозначает изменяющийся ток с частотой от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный изменяющийся ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, например, от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц или, например, от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать кожух устройства. Кожух устройства может быть продолговатым. Кожух устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.
Кожух устройства может определять полость устройства для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Полость устройства может быть выполнена с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Полость устройства может иметь любые подходящие форму и размер. Полость устройства может быть по существу цилиндрической. Полость устройства может иметь по существу круглое поперечное сечение.
Индукционный нагревательный элемент может быть размещен в полости устройства. Индукционный нагревательный элемент может быть размещен вокруг полости устройства. Если индукционный нагревательный элемент представляет собой трубчатый индукционный нагревательный элемент, индукционный нагревательный элемент может окружать полость устройства. Внутренняя поверхность индукционного нагревательного элемента может образовывать внутреннюю поверхность полости устройства.
Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть размещены в полости устройства. Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть размещены вокруг полости устройства. Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут окружать полость устройства. Внутренняя поверхность первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности могут образовывать внутреннюю поверхность полости устройства.
Устройство может иметь ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. Предпочтительно, полость устройства расположена на ближнем конце устройства.
Кожух устройства может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в кожух устройства. Кожух устройства может содержать любое подходящее количество впускных отверстий для воздуха. Кожух устройства может содержать множество впускных отверстий для воздуха.
Кожух устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха. Выпускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения проникновения воздуха в полость устройства изнутри кожуха устройства. Кожух устройства может содержать любое подходящее количество выпускных отверстий для воздуха. Кожух устройства может содержать множество выпускных отверстий для воздуха.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может определять путь для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха к промежуточному элементу индукционного нагревательного элемента. Такой путь для потока воздуха может обеспечить протягивание воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль, через впускное отверстие для воздуха и с прохождением в полость устройства через промежуточный элемент.
В некоторых вариантах осуществления часть пути для потока воздуха может быть определена между катушкой индуктивности и кожухом устройства. Часть пути для потока воздуха может быть определена между первой катушкой индуктивности и кожухом устройства. Часть пути для потока воздуха может быть определена между второй катушкой индуктивности и кожухом устройства. Обеспечение пути для потока воздуха между катушкой индуктивности и кожухом устройства может способствовать изоляции кожуха устройства от нагретого токоприемника и от катушки индуктивности, которая также может нагреваться во время использования. Это может способствовать поддержанию комфортной температуры внешней поверхности кожуха устройства для касания пользователем во время использования.
В этих вариантах осуществления, в которых концентратор потока расположен вокруг катушки индуктивности, часть пути для потока воздуха, определенная между катушкой индуктивности и кожухом устройства, может быть определена между концентратором потока и кожухом устройства. Аналогично, в случае, когда предусмотрен кожух компоновки для индукционного нагрева, часть прохода для потока воздуха, определенная между катушкой индуктивности и кожухом устройства, может быть определена между кожухом компоновки для индукционного нагрева и кожухом устройства.
В некоторых вариантах осуществления часть пути для потока воздуха определена между катушкой индуктивности и индукционным нагревательным элементом. Часть пути для потока воздуха может быть определена между первой катушкой индуктивности и первым токоприемником. Часть пути для потока воздуха может быть определена между второй катушкой индуктивности и вторым токоприемником. Обеспечение пути для потока воздуха между катушкой индуктивности и индукционным нагревательным элементом может способствовать изоляции катушки индуктивности от нагретого токоприемника. Это может помочь уменьшать любое повышение сопротивления катушки индуктивности во время использования из-за нагревания от нагретого индукционного нагревательного элемента, что является преимуществом.
В некоторых вариантах осуществления полость устройства содержит ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. В этих вариантах осуществления полость устройства может быть открытой на ближнем конце для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. В этих вариантах осуществления полость устройства может быть по существу закрытой на дальнем конце. Кожух устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха на дальнем конце полости устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать кольцевое уплотнение в направлении ближнего конца полости устройства. Кольцевое уплотнение может проходить в полость устройства. Кольцевое уплотнение может обеспечивать по существу воздухонепроницаемое уплотнение между кожухом устройства и внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости устройства. Это может уменьшать объем воздуха, втягиваемого в полость устройства во время использования через какие-либо зазоры между внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью полости устройства. Это может увеличивать объем воздуха, втягиваемого в изделие, генерирующее аэрозоль, через проницаемые промежуточные элементы.
В некоторых вариантах осуществления кожух устройства содержит мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.
В некоторых вариантах осуществления мундштук предусмотрен в качестве части изделия, генерирующего аэрозоль. В данном документе термин «мундштук» относится к части системы, генерирующей аэрозоль, помещаемой в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль, из изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть выполнен с возможностью измерения температуры индукционного нагревательного элемента. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры первого токоприемника. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать второй датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры второго токоприемника.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например, кнопку для инициирования нагревания изделия, генерирующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей для отображения состояния устройства или субстрата, образующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик затяжки, для определения того, что пользователь осуществляет затяжку из системы, генерирующей аэрозоль.
Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может образовывать часть системы, генерирующей аэрозоль.
Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать генерирующее аэрозоль изделие. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль; и второй субстрат, образующий аэрозоль. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости устройства, по меньшей мере часть первого субстрата, образующего аэрозоль, может быть размещена в первой части полости устройства, и по меньшей мере часть второго субстрата, образующего аэрозоль, может быть размещена во второй части полости устройства.
Индукционный нагревательный элемент, образующий часть компоновки для индукционного нагрева устройства, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является твердым.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации сыпучего табака. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В данном документе термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу устойчивыми к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля могут включать многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно, вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5 масс. % в пересчете на сухой вес, например, от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 масс. % в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержаться в изделии, генерирующем аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее компоновку для индукционного нагрева, может быть выполнено с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в виде сегмента, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, является по существу одинаковым с первым субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, отличается от первого субстрата, образующего аэрозоль.
В случае если сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, количество субстратов, образующих аэрозоль, может быть таким же, как и количество токоприемников в индукционном нагревательном элементе. Подобным образом, количество субстратов, образующих аэрозоль, может быть таким же, как и количество катушек индуктивности в компоновке для индукционного нагрева.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
В случае, когда сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, единицы субстрата, образующего аэрозоль, могут быть расположены конец к концу вдоль оси сегмента, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать перегородку между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, генерирующего аэрозоль, может быть от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. В некоторых вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную обертку. Наружная обертка может быть образована из бумаги. Наружная обертка может быть проницаемой для газа в сегменте, генерирующем аэрозоль. В частности, в вариантах осуществления, предусматривающих множество субстратов, образующих аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными субстратами, образующими аэрозоль. В случае, если перегородка предусмотрена между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на перегородке. Это может обеспечить непосредственно обеспечение субстрата, образующего аэрозоль, воздухом, который не втягивается через другой субстрат, образующий аэрозоль. Это может увеличить количество воздуха, принимаемое каждым субстратом, образующим аэрозоль. Это может улучшить характеристики генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может также содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Перегородка может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Также следует иметь в виду, что отдельно взятые комбинации различных признаков, описанных выше, могут быть реализованы, предоставлены и использованы независимо.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
на Фиг.1 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, размещенного между парой катушек индуктивности;
на Фиг.2 показан покомпонентный вид в перспективе индукционного нагревательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг.3 показан вид в перспективе индукционного нагревательного элемента, представленного на Фиг.2;
на Фиг.4 показан вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, при этом система, генерирующая аэрозоль, содержит изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее компоновку для индукционного нагрева;
на Фиг.5 показан вид в поперечном сечении ближнего конца устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на Фиг.4, включая пути для потока воздуха через устройство;
на Фиг.6 показан вид в поперечном сечении ближнего конца устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на Фиг.5, причем изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости устройства;
на Фиг.7 показан вид в поперечном сечении ближнего конца устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению, причем изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости устройства;
на Фиг.8 показан покомпонентный вид в перспективе промежуточного элемента индукционного нагревательного элемента согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; и
на Фиг.9 показан вид в поперечном сечении компоновки для индукционного нагрева в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, включающим индукционный нагревательный элемент с промежуточным элементом согласно Фиг.8.
На Фиг.1 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Индукционный нагревательный элемент 10 является продолговатым трубчатым элементом с круглым поперечным сечением. Индукционный нагревательный элемент 10 содержит первый токоприемник 12, второй токоприемник 14 и промежуточный элемент 16, расположенный между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. Как первый токоприемник 12, так и второй токоприемник 14 являются продолговатыми трубчатыми элементами с круглым поперечным сечением. Промежуточный элемент 16 представляет собой трубчатый элемент, имеющий круглое поперечное сечение. Первый токоприемник 12, второй токоприемник 14 и промежуточный элемент 16 коаксиально выровнены конец к концу по продольной оси А-А.
Индукционный нагревательный элемент 10 содержит цилиндрическую полость 20, открытую с обоих концов, определенную внутренней поверхностью трубчатого элемента 10. Полость 20 выполнена с возможностью размещения части цилиндрического изделия, генерирующего аэрозоль (не показано), содержащего субстрат, образующий аэрозоль, так что внешняя поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, может нагреваться первым токоприемником и вторым токоприемником, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль.
Полость 20 содержит три части: первую часть 22 на первом конце, определенную внутренней поверхностью трубчатого первого токоприемника 12, вторую часть 24 на втором конце, противоположном первому концу, определенную внутренней поверхностью трубчатого второго токоприемника 14, и промежуточную часть 26, определенную внутренней поверхностью трубчатого промежуточного элемента 16. Первый токоприемник 12 выполнен с возможностью нагрева первой части изделия, генерирующего аэрозоль, размещенной в первой части 22 полости 20, и второй токоприемник 14 выполнен с возможностью нагрева второй части изделия, генерирующего аэрозоль, размещенной во второй части 24 полости 20.
Первая катушка 32 индуктивности размещена вокруг первого токоприемника 12 и проходит по существу по длине первого токоприемника 12. Как таковой, первый токоприемник 12 окружен первой катушкой 32 индуктивности по существу по своей длине. Когда изменяющийся электрический ток подают на первую катушку 32 индуктивности, первая катушка 32 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное в первой части 22 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой катушкой 32 индуктивности, наводит вихревые токи в первом токоприемнике 12, вызывая нагрев первого токоприемника 12.
Вторая катушка 34 индуктивности размещена вокруг второго токоприемника 14 и проходит по существу по длине второго токоприемника 14. Как таковой, второй токоприемник 14 окружен второй катушкой 34 индуктивности по существу по своей длине. Когда изменяющийся электрический ток подают на вторую катушку 34 индуктивности, вторая катушка 34 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное во второй части 24 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое второй катушкой 34 индуктивности, наводит вихревые токи во втором токоприемнике 14, вызывая нагрев второго токоприемника 14.
Промежуточный элемент 16 не является токоприемником, поскольку он образован из электроизоляционного и теплоизоляционного материала. Соответственно, промежуточный элемент 16 не нагревается индукционно под воздействием изменяющегося магнитного поля, генерируемого либо первой катушкой 32 индуктивности, либо второй катушкой 34 индуктивности. Кроме того, поскольку промежуточный элемент выполнен из теплоизоляционного материала, скорость переноса тепла между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 снижена по сравнению с индукционным нагревательным элементом, в котором первый токоприемник и второй токоприемник размещены смежно друг с другом в прямом тепловом контакте. В результате промежуточный элемент 16 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает выборочный нагрев первой части 22 полости 20 первым токоприемником 12 с минимальным нагревом второй части 24 полости 20 и обеспечивает выборочный нагрев второй части 24 полости 20 вторым токоприемником 14 с минимальным нагревом первой части 22 полости 20.
Поскольку промежуточный элемент 16 также является газопроницаемым и дает возможность воздуху протекать в промежуточную часть 26 полости 20, поток воздуха через промежуточный элемент 16 также охлаждает промежуточную часть 26 полости 20 и концы первого токоприемника 12 и второго токоприемника 14, смежные с промежуточным элементом 16. Соответственно, во время нагревания первого токоприемника 12 с генерированием аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, размещенного в первой части 22 полости 20, поток воздуха через промежуточный элемент 16 дополнительно изолирует второй токоприемник 14 и вторую часть 24 полости 20 от нагревания первым токоприемником 12. Аналогичным образом, во время нагревания второго токоприемника 14 с генерированием аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, размещенного во второй части 24 полости 20, поток воздуха через промежуточный элемент 16 дополнительно изолирует первый токоприемник 12 и первую часть 22 полости 20 от нагревания вторым токоприемником 14.
Первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться одновременно путем одновременной подачи изменяющегося электрического тока на первую катушку 32 индуктивности и вторую катушку 34 индуктивности. Альтернативно первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться независимо или поочередно путем подачи изменяющегося электрического тока на первую катушку 32 индуктивности в отсутствие подачи тока на вторую катушку 34 индуктивности и путем последующей подачи изменяющегося электрического тока на вторую катушку 34 индуктивности в отсутствие подачи тока на первую катушку 32 индуктивности. Также предусмотрено, что изменяющийся электрический ток может подаваться на первую катушку 32 индуктивности и вторую катушку 34 индуктивности в некой последовательности.
На Фиг.2-6 показаны схематические иллюстрации системы, генерирующей аэрозоль, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль. Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит компоновку 110 для индукционного нагрева согласно настоящему изобретению. Компоновка 110 для индукционного нагрева содержит индукционный нагревательный элемент 120 согласно настоящему изобретению.
На Фиг.2 и 3 показаны схематические изображения индукционного нагревательного элемента 120. Индукционный нагревательный элемент 120 содержит: первый токоприемник 122, второй токоприемник 124, третий токоприемник 126, первый промежуточный элемент 128, второй промежуточный элемент 130 и концевой элемент 132. Первый промежуточный элемент 128 размещен между первым токоприемником 122 и вторым токоприемником 124. Второй промежуточный элемент 130 размещен между вторым токоприемником 124 и третьим токоприемником 126. Концевой элемент 132 расположен на дальнем конце индукционного нагревательного элемента 120, который представляет собой конец первого токоприемника 122, противоположный концу, смежному с первым промежуточным элементом 128.
В этом варианте осуществления каждый из первого токоприемника 122, второго токоприемника 124 и третьего токоприемника 126 одинаковы. Каждый из токоприемников 122, 124, 126 представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник, определяющий внутреннюю полость. Каждый токоприемник и его соответствующая внутренняя полость являются по существу цилиндрическими с круглым поперечным сечением, постоянным по длине токоприемника. Внутренняя полость первого токоприемника 122 определяет первый участок 134. Внутренняя полость второго токоприемника 124 определяет второй участок 136. Внутренняя полость третьего токоприемника определяет третий участок 138.
Подобным образом, первый промежуточный элемент 128 и второй промежуточный элемент 130 идентичны. Промежуточные элементы 128, 130 являются трубчатыми, определяя внутреннюю полость. Каждый промежуточный элемент 128, 130 является по существу цилиндрическим с круглым поперечным сечением, постоянным по длине промежуточного элемента. Внешний диаметр промежуточных элементов 128, 130 равен внешнему диаметру токоприемников 122, 124, 126, так что внешняя поверхность промежуточных элементов 128, 130 может быть выровнена заподлицо с внешней поверхностью токоприемников 122, 124, 126. Внутренний диаметр промежуточных элементов 128, 130 также равен внутреннему диаметру токоприемников 122, 124, 126, так что внутренняя поверхность промежуточных элементов 128, 138 может быть выровнена заподлицо с внутренней поверхностью токоприемников 122, 124, 126.
Первый токоприемник 122, первый промежуточный элемент 128, второй токоприемник 124, второй промежуточный элемент 130 и третий токоприемник 126 размещены конец к концу и коаксиально выровнены по оси B-B. В этой компоновке токоприемники 122, 124, 126 и промежуточные элементы 128, 130 образуют трубчатую продолговатую цилиндрическую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления эта конструкция может образовывать индукционный нагревательный элемент в соответствии с настоящим изобретением.
Концевой элемент 132 также идентичен промежуточным элементам 128, 130. Концевой элемент 132 расположен на дальнем конце первого токоприемника 122 и проходит трубчатую продолговатую цилиндрическую конструкцию, образованную из токоприемников 122, 124, 126 и промежуточных элементов 128, 130, с образованием индукционного нагревательного элемента 120.
Продолговатый трубчатый индукционный нагревательный элемент 120 содержит внутреннюю полость 140. Полость 140 индукционного нагревательного элемента определена внутренними полостями токоприемников 122, 124, 126 и внутренними полостями промежуточных элементов 128, 130 и концевого элемента 132. Полость 140 индукционного нагревательного элемента выполнена с возможностью размещения сегмента, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль, как более подробно описано ниже.
Промежуточные элементы 128, 130 и концевой элемент 132 образованы из электроизоляционного и теплоизоляционного материала, который в данном варианте осуществления представляет собой керамический материал, такой как диоксид циркония (ZrO2). Соответственно, токоприемники 122, 124, 126 по существу электрически изолированы и теплоизолированы друг от друга. Материал промежуточных элементов 128, 130 и концевого элемента также является по существу непроницаемым для газа. Однако промежуточные элементы 128, 130 и концевой элемент 132 являются газопроницаемыми. Каждый из промежуточного элемента 128, 130 и концевого элемента 130 содержит множество проходов для воздуха в форме продолговатых прорезей 142. Прорези 142 проходят от внешней поверхности к внутренней поверхности и обеспечивают возможность протекания воздуха от внешней поверхности во внутреннюю полость.
На Фиг.4, 5 и 6 показаны схематические сечения устройства 100, генерирующего аэрозоль, и изделия 200, генерирующего аэрозоль.
Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит по существу цилиндрический кожух 102 устройства с формой и размером, подобными традиционной сигаре. Кожух 102 устройства образует полость 104 устройства на ближнем конце. Полость 104 устройства является по существу цилиндрической, открытой на ближнем конце и по существу закрытой на дальнем конце, противоположном ближнему концу. Полость 104 устройства выполнена с возможностью размещения сегмента 210, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль. Соответственно, длина и диаметр полости 104 устройства по существу подобны длине и диаметру сегмента 210, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль.
Устройство 100, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит источник 106 питания в форме перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 108 в форме печатной платы, содержащий микропроцессор, электрический разъем 109, и компоновку 110 для индукционного нагрева. Источник 106 питания, контроллер 108 и компоновка 110 для индукционного нагрева размещены внутри кожуха 102 устройства. Компоновка 110 для индукционного нагрева устройства 100, генерирующего аэрозоль, расположена на ближнем конце устройства 100 и в целом расположена вокруг полости 104 устройства. Электрический разъем 109 расположен на дальнем конце кожуха 109 устройства, противоположном полости 104 устройства.
Контроллер 108 выполнен с возможностью управления подачей питания от источника 106 питания к компоновке 110 для индукционного нагрева. Контроллер 108 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный, включая усилитель мощности класса D, и выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на компоновку 110 для индукционного нагрева. Контроллер 108 также выполнен с возможностью управления перезарядкой источника 106 питания от электрического разъема 109. Кроме того, контроллер 108 содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, что пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, размещенном в полости 104 устройства.
Компоновка 110 для индукционного нагрева содержит три индукционных нагревательных узла, включая первый индукционный нагревательный узел 112, второй индукционный нагревательный узел 114 и третий индукционный нагревательный узел 116. Первый индукционный нагревательный узел 112, второй индукционный нагревательный узел 114 и третий индукционный нагревательный узел 116 по существу идентичны.
Первый индукционный нагревательный узел 112 содержит цилиндрическую трубчатую первую катушку индуктивности 150, цилиндрический трубчатый первый концентратор 152 потока, размещенный вокруг первой катушки индуктивности 150, и цилиндрический трубчатый кожух 154 первого индукционного узла, размещенный вокруг первого концентратора 152 потока.
Второй индукционный нагревательный узел 114 содержит цилиндрическую трубчатую вторую катушку индуктивности 160, цилиндрический трубчатый второй концентратор 162 потока, размещенный вокруг второй катушки индуктивности 160, и цилиндрический трубчатый кожух 164 второго индукционного узла, размещенный вокруг второго концентратора 162 потока.
Третий индукционный нагревательный узел 116 содержит цилиндрическую трубчатую третью катушку индуктивности 170, цилиндрический трубчатый третий концентратор 172 потока, размещенный вокруг третьей катушки индуктивности 170, и цилиндрический трубчатый кожух 174 третьего индукционного узла, размещенный вокруг третьего концентратора 172 потока.
Соответственно, каждый индукционный нагревательный узел 112, 114, 116 образует по существу трубчатый узел с круглым поперечным сечением. В каждом индукционном нагревательном узле 112, 114, 116 концентратор потока проходит по ближнему и дальнему концам катушки индуктивности таким образом, что катушка индуктивности размещена внутри кольцевой полости концентратора потока. Подобным образом, кожух каждого индукционного нагревательного узла проходит по ближнему и дальнему концам концентратора потока таким образом, что концентратор потока и катушка индуктивности размещены внутри кольцевой полости кожуха индукционного нагревательного узла. Эта компоновка позволяет концентратору потока концентрировать магнитное поле, генерируемое катушкой индуктивности, во внутренней полости катушки индуктивности. Эта компоновка также позволяет кожуху индукционного узла удерживать концентратор потока и катушку индуктивности внутри кожуха индукционного узла.
Компоновка 110 для индукционного нагрева дополнительно содержит индукционный нагревательный элемент 120. Индукционный нагревательный элемент 120 размещен вокруг внутренней поверхности полости 104 устройства. В этом варианте осуществления кожух 102 устройства определяет внутреннюю поверхность полости 104 устройства. Однако предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления внутренняя поверхность полости устройства определена внутренней поверхностью индукционного нагревательного элемента 120.
Индукционные нагревательные узлы 112, 114, 116 размещены вокруг индукционного нагревательного элемента 120 таким образом, что индукционный нагревательный элемент 120 и индукционные нагревательные узлы 112, 114, 116 концентрически расположены вокруг полости 104 устройства. Первый индукционный нагревательный узел 112 размещен вокруг первого токоприемника 122 на дальнем конце полости 104 устройства. Второй индукционный нагревательный узел 114 размещен вокруг второго токоприемника 124 в центральной части полости 104 устройства. Третий индукционный нагревательный узел 116 размещен вокруг третьего токоприемника 126 на ближнем конце полости 104 устройства. Предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления концентраторы потока могут также проходить в промежуточные элементы индукционного нагревательного элемента с целью дополнительного деформирования магнитных полей, генерируемых катушками индуктивности, в направлении токоприемников.
Первая катушка индуктивности 150 соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую катушку индуктивности 150. Когда изменяющийся электрический ток подают на первую катушку индуктивности 150, первая катушка индуктивности 150 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник 122 посредством индукции.
Вторая катушка индуктивности 160 соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на вторую катушку индуктивности 160. Когда изменяющийся электрический ток подают на вторую катушку индуктивности 160, вторая катушка индуктивности 160 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник 124 посредством индукции.
Первая катушка индуктивности 170 соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на третью катушку индуктивности 170. Когда изменяющийся электрический ток подают на третью катушку индуктивности 170, третья катушка индуктивности 170 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает третий токоприемник 126 посредством индукции.
Кожух 102 устройства также образует впускное отверстие 180 для воздуха в непосредственной близости к дальнему концу полости 106 устройства. Впускное отверстие 180 для воздуха выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в кожух 102 устройства. Пути потока воздуха определены через устройство для обеспечения возможности втягивания воздуха из впускного отверстия 180 для воздуха в полость 104 устройства. Первый путь 181 для потока воздуха между впускным отверстием 180 для воздуха и выпускным отверстием для воздуха на дальнем конце полости 104 устройства. Второй путь 182 для потока воздуха определен между впускным отверстием 180 для воздуха и прорезями 142 концевого элемента 132 индукционного нагревательного элемента 120. Третий путь 184 для потока воздуха образован между впускным отверстием 180 для воздуха и прорезями 142 первого промежуточного элемента 128 индукционного нагревательного элемента 120, при этом третий проход для потока воздуха проходит между кожухом 154 первого индукционного нагревательного узла и кожухом 202 устройства. Четвертый путь 186 для потока воздуха образован между впускным отверстием 180 для воздуха и прорезями 142 второго промежуточного элемента 130, при этом четвертый проход 186 для потока воздуха проходит между кожухом 174 второго индукционного нагревательного узла и кожухом 102 устройства.
Изделие 200, генерирующее аэрозоль, в целом предусмотрено в форме цилиндрического стержня, имеющего диаметр, подобный внутреннему диаметру полости 104 устройства. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит цилиндрическую ацетилцеллюлозную заглушку 204 фильтра и цилиндрический сегмент 210, генерирующий аэрозоль, обернутые вместе наружной оберткой 220 из сигаретной бумаги.
Заглушка 204 фильтра расположена на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, и образует мундштук системы, генерирующей аэрозоль, на котором пользователь делает затяжку для приема аэрозоля, сгенерированного системой.
Сегмент 210, генерирующий аэрозоль, расположен на дальнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, и имеет длину, по существу равную длине полости 104 устройства. Сегмент 210, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, включая: первый субстрат 212, образующий аэрозоль, на дальнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, второй субстрат 214, образующий аэрозоль, смежно с первым субстратом 212, образующим аэрозоль, и третий субстрат 216, образующий аэрозоль, на ближнем конце сегмента 210, генерирующего аэрозоль, смежно со вторым субстратом 216, образующим аэрозоль. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления две или более единиц субстрата, образующего аэрозоль, могут быть образованы из одинаковых материалов. Однако в данном варианте осуществления каждый из субстратов 212, 214, 216, образующих аэрозоль, отличается. Первый субстрат 212, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, без дополнительных вкусоароматических веществ. Второй субстрат 214, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий вкусоароматическое вещество в форме ментола. Третий субстрат, образующий аэрозоль, содержит вкусоароматическое вещество в виде ментола и не содержит табачного материала или любого другого источника никотина. Каждый из субстратов 212, 214, 216, образующих аэрозоль, также содержит дополнительные компоненты, например, одно или более веществ для образования аэрозоля и воду, таким образом, что нагревание субстрата, образующего аэрозоль, генерирует аэрозоль с необходимыми органолептическими свойствами.
Ближний конец первого субстрата 212, образующего аэрозоль, является открытым, поскольку он не покрыт наружной оберткой 220. Наружная обертка 220 содержит первую линию перфорационных отверстий 222, окружающих изделие 200, генерирующее аэрозоль, на границе между первым субстратом 212, образующим аэрозоль, и вторым субстратом 224, образующим аэрозоль. Наружная обертка 220 также содержит вторую линию перфорационных отверстий 224, окружающих изделие 200, генерирующее аэрозоль, на границе между вторым субстратом 214, образующим аэрозоль, и третьим субстратом 226, образующим аэрозоль. Перфорационные отверстия 222, 224 обеспечивают возможность втягивания воздуха в сегмент 210, генерирующий аэрозоль.
В этом варианте осуществления первый субстрат 212, образующий аэрозоль, второй субстрат 214, образующий аэрозоль, и третий субстрат 216, образующий аэрозоль, расположены конец к концу. Однако предполагается, что в других вариантах осуществления промежуток может быть предусмотрен между первым субстратом, образующим аэрозоль, и вторым субстратом, образующим аэрозоль, и промежуток может быть предусмотрен между вторым субстратом, образующим аэрозоль, и третьим субстратом, образующим аэрозоль.
Как показано на Фиг.6, длина первого субстрата 212, образующего аэрозоль, является такой, что первый субстрат 212, образующий аэрозоль, проходит от дальнего конца полости 104 устройства, через первую область 134 первого токоприемника 122 и к прорезям 142 первого промежуточного элемента 128. Длина второго субстрата 214, образующего аэрозоль, является такой, что второй субстрат 214, образующий аэрозоль, проходит от прорезей 142 первого промежуточного элемента 128 через вторую область 136 второго токоприемника 124 и к прорезям 142 второго промежуточного элемента 130. Длина третьего субстрата 216, образующего аэрозоль, является такой, что третий субстрат 216, образующий аэрозоль, проходит от прорезей 142 второго промежуточного элемента 130 к ближнему концу полости 104 устройства.
При использовании, когда изделие 200, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 104 устройства, пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного системой, генерирующей аэрозоль. Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, воздух втягивается в кожух 102 устройства на впускном отверстии 180 для воздуха и втягивается вдоль путей 181, 182, 184, 186, в сегмент 210, генерирующий аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль. Воздух втягивается в ближний конец первого субстрата 212, образующего аэрозоль, через прорези 142 в концевом элементе 132 и выпускное отверстие в дальнем конце полости 104 устройства. Воздух втягивается в ближний конец второго субстрата 214, образующего аэрозоль, через прорези 142 в первом промежуточном элементе 128 и первые перфорационные отверстия 218 в наружной обертке 202 изделия 200. Воздух втягивается в ближний конец третьего субстрата 216, образующего аэрозоль, через прорези 142 во втором промежуточном элементе 130 и вторые перфорационные отверстия 220 в наружной обертке 202 изделия 200. Таким образом, каждый из субстратов 212, 214, 216, образующих аэрозоль, непосредственно получает окружающий воздух.
В этом варианте осуществления контроллер 108 устройства 100, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью подачи питания на катушки индуктивности компоновки 110 для индукционного нагрева в заранее заданной последовательности. Заранее заданная последовательность предусматривает подачу изменяющегося электрического тока на первую катушку индуктивности 150 во время первой затяжки от пользователя, затем подачу изменяющегося электрического тока на вторую катушку индуктивности 160 во время второй затяжки от пользователя, после того как первая затяжка была завершена, и затем подачу изменяющегося электрического тока на третью катушку индуктивности 170 во время третьей затяжки от пользователя, после того как вторая затяжка была завершена. На четвертой затяжке последовательность начинается снова на первой катушке индуктивности 150. Данная последовательность приводит к нагреву первого субстрата 212, образующего аэрозоль, на первой затяжке, нагреву второго субстрата 214, образующего аэрозоль, на второй затяжке и нагреву третьего субстрата 216, образующего аэрозоль, на третьей затяжке. Поскольку все субстраты 212, 214, 216, образующие аэрозоль, изделия 100 являются разными, данная последовательность приводит к разным ощущениям для пользователя на каждой затяжке на системе, генерирующей аэрозоль.
Следует понимать, что контроллер 108 может быть выполнен с возможностью подачи питания на катушки индуктивности в разной последовательности или одновременно, в зависимости от желаемой доставки аэрозоля пользователю. В некоторых вариантах осуществления пользователь может иметь возможность управлять устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения последовательности.
На Фиг.7 показано схематическое поперечное сечение системы, генерирующей аэрозоль, по существу аналогичной системе, генерирующей аэрозоль, показанной на Фиг.2-6, причем аналогичные ссылочные номера относятся к аналогичным признакам. В варианте осуществления, представленном на Фиг.7, пути для потока воздуха выполнены в устройстве 100, генерирующем аэрозоль, между катушками индуктивности и токоприемниками, а не между индукционными нагревательными элементами и кожухом устройства. Стрелки, показанные на Фиг.7, иллюстрируют пути для потока воздуха через систему.
На Фиг.8 и 9 показаны схематические изображения промежуточного элемента 300 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления промежуточные элементы между смежными токоприемниками индукционного нагревательного элемента и любые предусмотренные концевые элементы содержат пористый материал. Пористый материал является газопроницаемым, и соответственно, промежуточный элемент 300 не требует присутствия проходов для воздуха, таких как прорези 142 промежуточных элементов 128, 130, описанных выше.
В частности, промежуточный элемент 300 содержит три пористых материала: первый пористый материал 302, второй пористый материал 304 и третий пористый материал 306. Каждый из первого пористого материала 302, второго пористого материала 304 и третьего пористого материала 306 имеет разную пористость, что обуславливает различную газопроницаемость для каждого из материалов. Разница в пористости и газопроницаемости пористых материалов обеспечивает возможность выполнить промежуточный элемент 300 таким образом, чтобы способствовать протеканию воздуха в конкретном направлении, как показано на Фиг.9.
Каждый из первого пористого материала 302, второго пористого материала 304 и третьего пористого материала 306 образован из трубчатой части из пористого материала, определяющего внутреннюю полость. Внешний диаметр и внутренний диаметр пористых материалов 302, 304, 306 по существу идентичны таким образом, что пористые материалы 302, 304, 306 могут быть состыкованы с образованием трубчатого промежуточного элемента, имеющего по существу постоянные внешний диаметр и внутренний диаметр, как показано на Фиг.8. Первый пористый материал 302 и третий пористый материал 306 имеют по существу одинаковую толщину и являются относительно тонкими по сравнению с толщиной второго пористого материала 304.
В частности, в этом варианте осуществления второй пористый материал 304 расположен над первым пористым материалом 302, а третий пористый материал 306 расположен над вторым пористым материалом 304. Второй пористый материал 304 имеет более высокую пористость, чем первый пористый материал 302, и третий пористый материал 306 имеет более высокую пористость, чем второй пористый материал 304.
На Фиг.9 показан промежуточный элемент 300, расположенный между первым токоприемником 122 и вторым токоприемником 124 согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.2-6. Промежуточный элемент 300 расположен таким образом, что первый пористый материал 302 расположен смежно с первым токоприемником 122, а третий пористый материал 306 расположен смежно со вторым токоприемником 124. Таким образом, пористость промежуточного элемента 300 возрастает в направлении к ближнему концу, от первого токоприемника 122 ко второму токоприемнику 124. Это может способствовать протеканию воздуха в направлении ближнего конца, в направлении внутренней полости второго токоприемника 124, как показано на Фиг.9, а не в направлении внутренней полости первого токоприемника 122, что является преимуществом.
Следует понимать, что описанные выше варианты осуществления являются только конкретными примерами, и другие варианты осуществления предусмотрены в соответствии с настоящим изобретением.
Индукционный нагревательный элемент (10) для системы, генерирующей аэрозоль, компоновка для индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, устройство, генерирующее аэрозоль, с компоновкой для индукционного нагрева и система, генерирующая аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим компоновку для индукционного нагрева. Индукционный нагревательный элемент (10), содержит: полость (20) для размещения субстрата, образующего аэрозоль, подлежащего нагреву индукционным нагревательным элементом (10); первый токоприемник (12); второй токоприемник (14); и промежуточный элемент (16), расположенный между первым токоприемником (12) и вторым токоприемником (14), причем промежуточный элемент (16) является газопроницаемым, при этом промежуточный элемент (16) содержит по меньшей мере одно из: теплоизоляционного материала для теплоизолирования первого токоприемника (12) от второго токоприемника (14); и электроизоляционного материала для электрического изолирования первого токоприемника (12) от второго токоприемника (14). 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, содержащий:
полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, подлежащего нагреву индукционным нагревательным элементом;
первый токоприемник;
второй токоприемник; и
промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником, при этом промежуточный элемент является газопроницаемым,
причем промежуточный элемент содержит по меньшей мере одно из:
теплоизоляционного материала для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника; и
электроизоляционного материала для электрического изолирования первого токоприемника от второго токоприемника.
2. Индукционный нагревательный элемент по п.1, в котором:
первый токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента;
второй токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента; и
промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент, определяющий часть полости индукционного нагревательного элемента.
3. Индукционный нагревательный элемент по п.1 или 2, в котором индукционный нагревательный элемент содержит внешнюю сторону и внутреннюю сторону, противоположную внешней стороне, причем внутренняя сторона по меньшей мере частично определяет полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, и при этом промежуточный элемент содержит один или более проходов для воздуха, выполненных таким образом, что они допускают прохождение воздуха от внешней стороны к внутренней стороне.
4. Индукционный нагревательный элемент по любому из пп.1-3, в котором промежуточный элемент содержит пористый материал.
5. Индукционный нагревательный элемент по п.4, в котором промежуточный элемент содержит первый пористый материал и второй пористый материал, при этом второй пористый материал имеет более высокую пористость, чем первый пористый материал.
6. Индукционный нагревательный элемент по п.5, в котором промежуточный элемент содержит дальний конец, смежный с первым токоприемником, и ближний конец, противоположный дальнему концу и смежный со вторым токоприемником, и при этом первый пористый материал расположен в направлении дальнего конца промежуточного элемента, а второй пористый материал расположен в направлении ближнего конца промежуточного элемента.
7. Индукционный нагревательный элемент по п.5 или 6, в котором промежуточный элемент содержит третий пористый материал, расположенный между первым и вторым пористыми материалами, при этом третий пористый материал имеет более высокую пористость, чем первый пористый материал, и третий пористый материал имеет более низкую пористость, чем второй пористый материал.
8. Компоновка для индукционного нагрева, содержащая:
индукционный нагревательный элемент по любому из пп.1-7;
первую катушку индуктивности; и
вторую катушку индуктивности, причем:
первая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента; и
вторая катушка индуктивности расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
9. Компоновка для индукционного нагрева по п.8, в которой:
первая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку, имеющую внутреннюю полость, при этом первый токоприемник расположен во внутренней полости первой катушки индуктивности; и
вторая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку, имеющую внутреннюю полость, при этом второй токоприемник расположен во внутренней полости второй катушки индуктивности.
10. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее компоновку для индукционного нагрева по п.8 или 9.
11. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:
кожух устройства, определяющий полость устройства для размещения субстрата, образующего аэрозоль;
компоновку для индукционного нагрева, содержащую:
- индукционный нагревательный элемент, содержащий:
-- полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, подлежащего нагреву индукционным нагревательным элементом;
-- первый токоприемник, расположенный вокруг первой части полости устройства;
-- второй токоприемник, расположенный вокруг второй части полости устройства; и
-- промежуточный элемент, расположенный вокруг промежуточной части полости устройства, между первой частью и второй частью полости устройства, причем промежуточный элемент является газопроницаемым, при этом промежуточный элемент содержит по меньшей мере одно из:
--- теплоизоляционного материала для теплоизолирования первого токоприемника от второго токоприемника; и
--- электроизоляционного материала для электрического изолирования первого токоприемника от второго токоприемника;
- первую катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части первого токоприемника и первой части полости устройства; и
- вторую катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части второго токоприемника и второй части полости устройства; а также
источник питания, соединенный с компоновкой для индукционного нагрева и выполненный с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности,
при этом:
когда изменяющийся электрический ток подается на первую катушку индуктивности, первая катушка индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник; и
когда изменяющийся электрический ток подается на вторую катушку индуктивности, вторая катушка индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник.
12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.11, в котором кожух устройства дополнительно содержит впускное отверстие для воздуха, и при этом устройство, генерирующее аэрозоль, определяет путь для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха к промежуточному элементу индукционного нагревательного элемента, с возможностью протягивания воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль, от впускного отверстия для воздуха и в полость устройства через промежуточный элемент.
13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.12, в котором часть пути для потока воздуха определена между первой катушкой индуктивности и кожухом устройства, и часть пути для потока воздуха определена между второй катушкой индуктивности и кожухом устройства.
14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.12 или 13, в котором часть пути для потока воздуха определена между первой катушкой индуктивности и первым токоприемником, и часть пути для потока воздуха определена между второй катушкой индуктивности и вторым токоприемником.
| CN 106617325 A, 10.05.2017 | |||
| WO 2019030364 A1, 14.02.2019 | |||
| КАРТРИДЖ, ОБРАЗУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ, КОТОРЫЙ СОДЕРЖИТ ИСТОЧНИК ЖИДКОГО НИКОТИНА | 2015 |
|
RU2685285C2 |
| КАРТРИДЖ, ОБРАЗУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ, КОТОРЫЙ СОДЕРЖИТ СОДЕРЖАЩИЙ ТАБАК МАТЕРИАЛ | 2015 |
|
RU2685029C2 |
| KR 101246821 B1, 28.03.2013 | |||
| Устройство для управления вентилем, шунтирующим преобразовательный мост | 1955 |
|
SU108146A1 |
