Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. В частности, устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью обеспечения улучшенной теплоизоляции субстрата, образующего аэрозоль.
В ряде документов, относящихся к известному уровню техники, раскрыты устройства, генерирующие аэрозоль, которые содержат, например, нагреваемые системы, генерирующие аэрозоль, и электрически нагреваемые системы, генерирующие аэрозоль. Пример нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, раскрыт в документе WO 2013/076098, в котором описаны варианты осуществления, в которых в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, проникает нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, с целью генерирования вдыхаемого аэрозоля. Нагревательный элемент находится в контакте с субстратом, образующим аэрозоль, и повышает температуру субстрата, тем самым испаряя летучие компоненты субстрата. Когда субстрат, образующий аэрозоль, израсходован, изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, удаляют из устройства, генерирующего аэрозоль, и выбрасывают. Изделие, генерирующее аэрозоль, раскрытое в документе WO 2013/076098, имеет плотную посадку в полости части экстрактора устройства, генерирующего аэрозоль. Это обеспечивает посадку с натягом, которая удерживает изделие в полости. Тепло, подводимое к субстрату, образующему аэрозоль, быстро повышает температуру субстрата из-за прямого контакта между нагревательным элементом и субстратом. Однако тепло также быстро отводится из изделия благодаря проводимости к стенкам полости, которые могут действовать в качестве теплоотвода.
В документе WO 2018/050735 раскрыт вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, в котором полость изделия, генерирующего аэрозоль, снабжена ребрами для обеспечения улучшенного удержания изделия, генерирующего аэрозоль, в полости. Ребра разнесены, образуя каналы для потока воздуха между соседними ребрами и, возможно, также между прерывистыми ребрами. Ребра предпочтительно расположены наклоненным образом, чтобы пользователь мог извлекать изделие, генерирующее аэрозоль, прикладывая осевую силу вместе с крутящим моментом, чтобы облегчить удаление. Однако важные точки контакта изделия, генерирующего аэрозоль, и ребра полости все еще существуют, и поток воздуха между продольными ребрами также способствует охлаждению субстрата, образующего аэрозоль.
Раскрытие, представленное в данном документе, относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть снабжен изделием, генерирующим аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой по существу цилиндрическое изделие, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать продольно проходящую полость для вмещения дальней части изделия, генерирующего аэрозоль. Продольно проходящая полость может иметь продольную ось. Продольная полость может быть образована основанием, боковыми стенками, отходящими от основания, и отверстием на конце полости, противоположном основанию. Внутренние поверхности боковых стенок образуют первую часть полости, имеющую первый диаметр. Первая часть полости может представлять собой стабилизирующую часть. Вторая часть полости, имеющая второй диаметр, может быть расположена между стабилизирующей частью и основанием. Вторая часть может представлять собой нагревательную часть. Второй диаметр может быть больше, чем первый диаметр.
В предпочтительном варианте осуществления предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, предусмотренного в по существу цилиндрическом изделии, генерирующем аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит продольно проходящую полость для вмещения дальней части изделия, генерирующего аэрозоль. Продольно проходящая полость имеет продольную ось и образована основанием, боковыми стенками, отходящими от основания, и отверстием на конце полости, противоположном основанию. Внутренние поверхности боковых стенок образуют стабилизирующую часть полости, имеющую первый диаметр. Нагревательная часть полости расположена между стабилизирующей частью и основанием. Нагревательная часть имеет второй диаметр, который больше, чем первый диаметр.
Диаметр стабилизирующей части таков, что дальняя часть изделия, генерирующего аэрозоль, может быть вставлена через нее. Предпочтительно, когда дальняя часть изделия, генерирующего аэрозоль, вставлена через стабилизирующую часть, существует минимальное пространство между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью стабилизирующей части. Предпочтительно между изделием, генерирующим аэрозоль, и стабилизирующей частью присутствует плотная или скользящая посадка. Предпочтительно между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью стабилизирующей части отсутствует зазор, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вмещено в полости. Наружная поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, может контактировать с внутренней поверхностью стабилизирующей части при вставке или вмещении изделия внутри нее. Таким образом, предпочтительно, чтобы внутренний диаметр стабилизирующей части имел по существу такой же размер, как и наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль. Например, внутренний диаметр стабилизирующей части может быть таким же диаметром, как наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, плюс или минус 10%, или плюс или минус 5%. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр стабилизирующей части может быть на 0-5% больше, чем наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, например на 1-4% больше или на 2-3% больше. Предпочтительно размеры таковы, чтобы изделие можно было вставить в полость и удалить из нее, сохраняя при этом характер взаимодействия, например контакт или неплотное уплотнение, между изделием и внутренним диаметром стабилизирующей части при вставке. Предпочтительно размеры таковы, чтобы изделие можно было вставить в полость и удалить из нее, не повреждая изделие. Предпочтительно размеры таковы, что изделие поддерживается внутри полости, не допуская какого-либо существенного перемещения в радиальном направлении.
Когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость, дальний конец изделия предпочтительно упирается в основание полости. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость, дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может упираться в необязательный упор или конечную точку, расположенные на основании полости или смежные с ним. Предпочтительно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость, по меньшей мере часть изделия, генерирующего аэрозоль, расположена внутри нагревательной части полости. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, выполнено таким образом, чтобы субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, был вмещен внутри нагревательной части полости, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость. Диаметр внутренней поверхности нагревательной части больше, чем диаметр стабилизирующей части. Следовательно, между наружной частью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью нагревательной части присутствует зазор. Предпочтительно воздушный зазор присутствует полностью или по существу полностью вокруг наружной поверхности части изделия, генерирующего аэрозоль, расположенной внутри нагревательной части полости. Предпочтительно воздушный зазор предоставляет слой воздушной изоляции между частью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью нагревательной части.
Поперечное сечение полости на стабилизирующей части имеет предпочтительно или по существу ту же форму, что и у поперечного сечения полости на нагревательной части. Предпочтительно форма поперечного сечения является круглой или овальной. Предпочтительно стабилизирующая часть полости и нагревательная часть полости являются соосными.
В некоторых вариантах осуществления диаметр стабилизирующей части может изменяться до диаметра нагревательной части на ступеньке во внутренней стенке полости. В некоторых вариантах осуществления диаметр стабилизирующей части может изменяться до диаметра нагревательной части посредством ряда ступенек. В некоторых вариантах осуществления диаметр стабилизирующей части может изменяться до диаметра нагревательной части посредством наклонной внутренней части стенки полости.
Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль, который может быть нагрет для генерирования аэрозоля. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, расположен на дальнем конце изделия, генерирующего аэрозоль, или рядом с ним. Следовательно, по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, расположена внутри нагревательной части, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость устройства. Средство для нагрева, предназначенное для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, расположено с возможностью нагрева части субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, которое расположено внутри нагревательной части. Средство для нагрева может содержать нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может содержать резистивный нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления резистивный нагревательный элемент может содержать одно или более электрически проводящих дорожек на электрически изолирующем субстрате.
В некоторых вариантах осуществления средство для нагрева может содержать токоприемник (сусцептор) и индуктор. Средство для нагрева предпочтительно содержит нагревательный элемент или токоприемник, предназначенные для проникновения в дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, и вхождения в контакт с субстратом, образующим аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления токоприемник может быть предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления токоприемник может быть предусмотрен как часть устройства, генерирующего аэрозоль, и как часть изделия, генерирующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может быть предусмотрен как часть устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может быть предусмотрен для по меньшей мере частичного проникновения в часть субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, вмещен внутри нагревательной части. Нагревательный элемент может представлять собой продолговатый нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать суженный или заостренный конец. Суженный или заостренный конец преимущественно способствует проникновению нагревательного элемента в субстрат, образующий аэрозоль. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательный элемент в форме пластины. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательный элемент в форме штыря. Нагревательный элемент может содержать только один нагревательный элемент. Нагревательный элемент может быть предусмотрен вдоль центральной продольной оси нагревательной части. Нагревательный элемент может содержать несколько нагревательных элементов. Несколько нагревательных элементов могут обладать одинаковыми свойствами. Один или более из нескольких нагревательных элементов могут обладать одним или более разными свойствами по сравнению с оставшейся частью нескольких нагревательных элементов. Указанным свойством может быть, например, размер, форма, размерный признак, рабочая температура.
В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может быть предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль, и может иметь возможность работы в комбинации с одним или более признаками устройства. Нагревательный элемент может представлять собой токоприемник, предусмотренный как часть изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может представлять собой токоприемник, предусмотренный в области субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может представлять собой токоприемный элемент, имеющий любую из множества форм. Токоприемный элемент может иметь форму стержня, форму куба, форму прямоугольного параллелепипеда или любую другую форму, включенную в изделие, генерирующее аэрозоль. Токоприемный элемент может быть расположен по центру вдоль центральной продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может представлять собой токоприемный материал, включенный в часть субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Токоприемный материал может быть предусмотрен в виде, например, любого из: частиц, полосок, кусочков, порошка, листов или сетки.
В контексте данного документа термин «токоприемник» («сусцептор») относится к материалу, который может преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При размещении внутри изменяющегося электромагнитного поля вихревые токи, индуцированные в токоприемнике, вызывают нагрев токоприемника. Поскольку токоприемник расположен в тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль, или по меньшей мере близко к нему, субстрат, образующий аэрозоль, нагревается токоприемником.
В контексте данного документа термин «индуктор» относится к компоненту, который может генерировать изменяющееся электромагнитное поле для нагрева токоприемника, расположенного внутри изменяющегося электромагнитного поля. При использовании изделие, генерирующее аэрозоль, может зацепляться с устройством, генерирующим аэрозоль, таким образом, чтобы токоприемник был размещен внутри изменяющегося электромагнитного поля, генерируемого индуктором.
В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой составную часть изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более компонентов для подачи энергии от блока питания на субстрат, образующий аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, или нагреваемое газом устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой устройство, генерирующее аэрозоль, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, с генерированием аэрозоля, который может непосредственно вдыхаться в легкие пользователя через рот пользователя.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может в целях удобства быть использован в качестве составной части изделия, генерирующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть описан как расположенный в зоне нагрева изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой продолговатое изделие, генерирующее аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу форму стержня. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу постоянный диаметр по длине всего изделия, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен выделять летучие соединения, при этом данные соединения способны образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть способно генерировать аэрозоль, который вдыхается непосредственно в легкие пользователя через рот пользователя. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, которое предназначено для нагрева, а не для сжигания, с целью высвобождения летучих соединений, которые способны образовывать аэрозоль. Аэрозоль, образующийся в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль, может содержать меньше известных вредных составляющих, чем образовалось бы в результате сгорания или пиролитической деградации субстрата, образующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может быть образован из обработанного табака, например гомогенизированного табака или табака в виде формованного листа, или может содержать его.
В контексте данного документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и по меньшей мере одному изделию, генерирующему аэрозоль, выполненному с возможностью использования с устройством.
В контексте данного документа термины «раньше по ходу потока», «дальше по ходу потока», «ближний» и «дальний» используются для описания относительных положений элементов или частей элементов изделий, генерирующих аэрозоль, устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению.
Изделия, генерирующее аэрозоль, как описано в данном документе, содержат ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец также может называться мундштучным концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку с ближнего или мундштучного конца изделия, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного изделием, генерирующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, выполнены таким образом, чтобы по меньшей мере часть мундштучного конца не была вмещена внутри продольно проходящей полости устройства, когда изделие полностью вставлено в полость. То есть, по меньшей мере часть мундштучного конца выходит наружу за отверстие полости устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, пользователь может осуществлять затяжку на мундштучном конце изделия, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, выполнены таким образом, чтобы вся длина изделия, генерирующего аэрозоль, была вмещена внутри продольно проходящей полости устройства, когда изделие полностью вставлено в полость. В некоторых вариантах осуществления может быть предоставлен элемент мундштука, содержащий канал для потока воздуха, выполненный с возможностью выравнивания с мундштучным концом изделия, генерирующего аэрозоль. Таким образом, пользователь может в качестве альтернативы осуществить затяжку на мундштуке. В некоторых вариантах осуществления элемент мундштука может представлять собой отдельный элемент мундштука. Отдельный мундштук может быть выполнен с возможностью зацепления с одним или обоими из устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления вместо отдельного элемента мундштука элемент мундштука может быть предоставлен как часть устройства, генерирующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит дальний конец, противоположный ближнему или мундштучному концу. Ближний или мундштучный конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным дальше по ходу потока концом, а дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным раньше по ходу потока концом. Компоненты или части компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, могут быть описаны в качестве расположенных раньше по ходу потока или дальше по ходу потока относительно друг друга на основе их соответствующих положений между ближним или расположенным дальше по ходу потока концом и дальним или расположенным раньше по ходу потока концом изделия, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «диаметр» используется для обозначения максимального поперечного размера элементов или частей элементов изделий, генерирующих аэрозоль, устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Во избежание неопределенности, термин «диаметр» в контексте данного документа может обозначать «ширину» элементов или частей элементов изделий, генерирующих аэрозоль, устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, некруглого поперечного сечения.
В контексте данного документа термин «продольный» используется для описания направления между расположенным дальше по ходу потока или ближним концом и противоположным расположенным раньше по ходу потока или дальним концом изделий, генерирующих аэрозоль, устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, а термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.
Во избежание неопределенности термин «нагревательный элемент» в данном описании может подразумевать один или более нагревательных элементов.
Существуют системы, генерирующие аэрозоль, известного уровня техники, в которых цилиндрическое изделие, генерирующее аэрозоль, предназначено для вставки в полость устройства, генерирующего аэрозоль, подлежащего проникновению в него средства для нагрева, например, как раскрыто в документе WO 2013/076098. Средство для нагрева в документе WO 2013/076098 представляет собой нагревательный элемент, который проникает в субстрат, образующий аэрозоль, для достаточного нагрева субстрата с целью образования аэрозоля. Однако на эффективность устройства может влиять контакт между стенками полости и изделием, вставленным в полость. Использование устройства, генерирующего аэрозоль, раскрытого в данном документе, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с этим известным уровнем техники.
Нагревательный элемент, который предназначен для вставки в по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, может немедленно доставлять тепло к той части субстрата, образующего аэрозоль, которая находится с ним в контакте. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно нагревать субстрат, образующий аэрозоль, до температуры от 150°C до 450°C, например от 200°C до 400°C, или от 250°C до 350°C, или от 300°C до 350°C. Тепловая передача внутри субстрата, образующего аэрозоль, приводит к нагреву всего субстрата, образующего аэрозоль, однако может произойти задержка во времени в отношении температуры по направлению к наружной части субстрата, образующего аэрозоль, для достижения температур, необходимых для образования аэрозоля. Настоящее устройство, генерирующее аэрозоль, сводит к минимуму или сводит к нулю контакт между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, по меньшей мере в нагревательной части изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренними стенками изделия, вмещающими полость устройства, генерирующего аэрозоль. Это помогает предотвратить тепловую передачу между изделием, генерирующим аэрозоль, и стенками полости. Рассеяние тепловой энергии внутри нагретого субстрата, образующего аэрозоль, может быть сведено к минимуму результате уменьшенного контакта между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, по меньшей мере в нагревательной части изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренними стенками изделия, вмещающими полость, устройства, генерирующего аэрозоль. В результате более значительная доля тепла от средства для нагрева может удерживаться внутри субстрата, образующего аэрозоль, и весь субстрат может быть быстрее доведен до рабочей температуры. Воздух между наружными стенками полости в нагревательной части и изделием, генерирующим аэрозоль, может обеспечивать теплоизоляцию изделия, генерирующего аэрозоль, в качестве теплового барьера.
Настоящее изобретение может уменьшить временную задержку между запуском работы нагревательного элемента и достижением рабочей температуры субстратом, образующим аэрозоль. Рабочая температура может представлять собой температуру, при которой или выше которой одно или более летучих соединений высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественно время между запуском пользователем работы системы, генерирующей аэрозоль, и подготовкой устройства, генерирующего аэрозоль, к тому, чтобы пользователь осуществил первую затяжку, также называемое TT1P, может быть сокращено. Преимущественно начальная доставка аэрозоля, обеспечиваемая устройством, генерирующим аэрозоль, описанным в данном документе, может быть улучшена. Таким образом, сеанс курения пользователя в течение первых нескольких затяжек может быть улучшен.
В качестве дополнительного преимущества уменьшенная тепловая передача между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и стенками полости устройства, генерирующего аэрозоль, означает то, что меньше тепловой энергии рассеивается от изделия, генерирующего аэрозоль, при нагреве. Таким образом, субстрат, образующий аэрозоль, может оставаться при рабочей температуре дольше, например, между затяжками. После достижения рабочей температуры может потребоваться меньшее энергопотребление для поддержания субстрата, образующего аэрозоль, при этой рабочей температуре. Это помогает обеспечить стабильные ощущения пользователя во время потребления изделия. Это также может означать, что общее количество энергии, необходимое для потребления изделия, генерирующего аэрозоль, ниже. Таким образом, устройство может быть выполнено с возможностью работы с источником питания меньшего размера, например батареей меньшего размера, чем потребовалось бы в противном случае. Устройство может быть способно выполнять большее количество рабочих циклов без необходимости использования батареи большего размера.
В качестве дополнительного преимущества уменьшение или устранение точек контакта между изделием, генерирующим аэрозоль, и стенками полости может помочь предотвратить образование холодных участков в субстрате, образующем аэрозоль. Холодные участки представляют собой области субстрата, образующего аэрозоль, которые не достигают оптимальной рабочей температуры во время потребления устройства из-за локализованного рассеяния тепла. Если холодные участки возникают, субстрат, образующий аэрозоль, может не быть полностью потреблен во время использования. Таким образом, благодаря сведению к минимуму или предотвращению появления холодных участков в субстрате, образующем аэрозоль, общее количество субстрата, требуемое для удовлетворительного сеанса курения пользователя, может быть ниже.
В качестве дополнительного преимущества уменьшение количества тепла, рассеиваемого от изделия, генерирующего аэрозоль, может снизить максимальную температуру, которой необходимо достичь нагревательному элементу для удовлетворительного сеанса курения пользователя. В дополнение к меньшим потребностям в энергии это также может снизить вероятность нагрева частей субстрата, образующего аэрозоль, в областях, которые в значительной степени контактируют с нагревательным элементом, что может вызывать неприятный вкус и запах.
По существу цилиндрическое изделие, генерирующее аэрозоль, подлежащее нагреву с устройством, может иметь продольную ось и диаметр изделия. Первый диаметр предпочтительно по существу равен диаметру изделия таким образом, чтобы дальняя часть по существу цилиндрического изделия, генерирующего аэрозоль, могла быть вставлена через стабилизирующую часть полости. Предпочтительно форма поперечного сечения изделия, генерирующего аэрозоль, является по существу такой же, как и форма поперечного сечения стабилизирующей части полости.
Диаметр полости в нагревательной части может быть на 105-170% больше, чем диаметр полости в стабилизирующей части, например на 110-150% больше. Предпочтительно диаметр полости в нагревательной части может быть на 120-140% больше, чем диаметр полости в стабилизирующей части, например на 125-130% больше.
Площадь поперечного сечения полости в нагревательной части может быть на 110-300% больше, чем площадь поперечного сечения полости в стабилизирующей части. Например, площадь поперечного сечения полости в нагревательной части может быть на 115-280% больше, чем площадь поперечного сечения полости в стабилизирующей части, например на 130-200% больше, предпочтительно на 140-160% больше.
Предпочтительно разницу в диаметре между первым диаметром на стабилизирующей части и вторым диаметром на нагревательной части называют диаметром зазора. Предпочтительно диаметр зазора может составлять от 0,5 мм до 5 мм, например от 1 мм до 4 мм. Другими словами, устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено таким образом, что присутствует воздушный зазор, равный половине диаметра зазора, например, от 0,25 мм до 2,5 мм, между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью нагревательной части полости, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость. Предпочтительно воздушный зазор составляет от 0,25 мм до 2,5 мм, например от 0,3 мм до 2 мм, или от 0,5 мм до 1 мм. Воздушный зазор обеспечивает слой воздушной изоляции между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью нагревательной части полости.
Предпочтительно разница в диаметре между стабилизирующей частью и нагревательной частью предоставляет один или более изолирующих воздушных карманов, окружающих внешнюю поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, дальняя часть которого полностью вставлена в продольно проходящую полость. Если присутствует более чем один воздушный карман, то предпочтительно между воздушными карманами не проходит сквозной поток воздуха. В некоторых вариантах осуществления воздушный карман предпочтительно является кольцевым и проходящим вокруг изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вмещено в полости. Могут быть образованы два или более полукольцевых воздушных кармана. Если образован более чем один воздушный карман, то в некоторых вариантах осуществления воздушные карманы разделены ребром, таким как продольное ребро или кольцевое ребро. Поток воздуха внутри воздушного кармана или воздушных карманов может способствовать тепловому рассеянию из изделия, генерирующего аэрозоль. Таким образом, весьма предпочтительно, чтобы в устройстве в нагревательной части не были образованы впускные отверстия для воздуха или выпускные отверстия для воздуха, которые в противном случае могли бы позволить воздуху протекать внутрь или из воздушного кармана или карманов, образованных зазором между изделием, генерирующим аэрозоль, и внутренними стенками нагревательной части, когда изделие вставлено в полость. В частности, предпочтительно, чтобы впускные отверстия для воздуха или выпускные отверстия для воздуха не были образованы проходящими через боковую стенку полости, проходящую в нагревательную часть.
Может быть преимущественным, чтобы впускное отверстие для воздуха было образовано проходящим через основание полости. Такое впускное отверстие может обеспечивать источник воздуха, позволяющий воздуху втягиваться в дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, по длине изделия и в рот пользователя через ближний конец, или мундштучный конец, изделия, генерирующего аэрозоль. Такое впускное отверстие для воздуха, проходящее через основание полости, может быть обеспечено одиночным проемом на центральной точке основания или в пределах небольшого радиуса этой центральной точки. Такое впускное отверстие может быть расположено так, чтобы при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль, впускное отверстие для воздуха было выровнено с торцевой поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль. То есть, впускное отверстие для воздуха не расположено в области диаметра зазора.
В предпочтительных вариантах осуществления внутренние стенки полости могут дополнительно образовывать установочную часть, расположенную на дальнем конце полости. Нагревательная часть может быть расположена между стабилизирующей частью и установочной частью. Установочная часть полости может иметь третий диаметр, который по существу равен первому диаметру стабилизирующей части. Установочная часть предпочтительно выровнена соосно со стабилизирующей частью. Таким образом, цилиндрическое изделие может быть способно проходить через стабилизирующую часть, и дальний конец изделия может быть способен размещаться в установочной части. Таким образом, дальний конец изделия может быть ограничен в радиальном направлении. Предпочтительно, когда изделие полностью вставлено в полость, изделие удерживается благодаря контакту с внутренними стенками как стабилизирующей части, так и внутренними стенками установочной части. Предпочтительно размеры установочной части и изделия, генерирующего аэрозоль, таковы, чтобы изделие можно было вставить в полость и удалить из нее, сохраняя при этом характер взаимодействия, например контакт или неплотное уплотнение, между изделием и внутренним диаметром установочной части при вставке в полость. Преимущественно в такой конфигурации один или более закрытых воздушных карманов могут быть образованы зазором между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью полости. Таким образом, наружные границы окружного или кольцевого воздушного кармана, когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость, могут быть образованы (1) наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, (2) внутренней поверхностью нагревательной части полости, (3) радиально проходящей ступенькой или уклоном, проходящим между внутренней поверхностью нагревательной части и внутренней поверхностью стабилизирующей части, и (4) радиально проходящей ступенькой или уклоном, проходящим между внутренней поверхностью нагревательной части и внутренней поверхностью установочной части.
В некоторых вариантах осуществления диаметр нагревательной части может изменяться до диаметра установочной части на ступеньке во внутренней стенке полости. Альтернативно в некоторых вариантах осуществления диаметр нагревательной части может изменяться до диаметра установочной части посредством ряда ступенек. В некоторых вариантах осуществления диаметр нагревательной части может изменяться до диаметра установочной части посредством наклонной внутренней части стенки полости. В некоторых вариантах осуществления внутренние стенки полости могут образовывать конусообразную область, в которой диаметр полости изменяется от второго диаметра до третьего диаметра. Преимущественно конус может способствовать выравниванию изделия, генерирующего аэрозоль, при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Конусообразная область может действовать в качестве воронки для направления дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль, в установочную часть полости.
Предпочтительно, чтобы между изделием и стенкой полости в нагревательной части наличествовал минимальный контакт. Например, может быть предпочтительным наличие окружного воздушного зазора, образованного вокруг изделия, вставленного в полость. Однако может быть желательно включить одно или более ребер. Одно или более ребер могут помогать направлять и стабилизировать изделие, генерирующее аэрозоль, вставленное в полость. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено только одно ребро. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено несколько ребер. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено 3 ребра. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено 6 ребер. Если предусмотрено более одного ребра, предпочтительно чтобы ребра были по существу равномерно разнесены по окружности полости. Одно или более ребер могут представлять собой продольно проходящие ребра. Такие ребра могут проходить радиально в полость из внутренней стенки нагревательной части полости. Предпочтительно любые такие ребра проходят радиально на расстояние, по существу равное воздушному зазору. Внутренние боковые стенки полости могут образовывать одно или более ребер, проходящих продольно в нагревательной части. Ребра могут иметь радиальный размер, равный половине диаметра зазора. Множество отдельных частично кольцевых воздушных карманов могут быть образованы такими ребрами. Например, два продольно проходящих ребра могут разделять нагревательную часть полости, чтобы обеспечить возможность образования полукольцевых воздушных карманов, когда изделие вставлено в полость. В некоторых вариантах осуществления ребра могут быть кольцевыми. В некоторых вариантах осуществления ребра могут представлять собой комбинацию продольных и кольцевых ребер. Комбинация продольных и кольцевых ребер может образовывать несколько воздушных полостей.
В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первую корпусную часть и вторую корпусную часть, которая выполнена с возможностью перемещения относительно первой корпусной части. Первая корпусная часть может содержать источник питания, управляющую электронику и по меньшей мере часть средства для нагрева устройства, генерирующего аэрозоль. Продольно проходящая полость может быть образована во второй корпусной части. Вторая корпусная часть может быть способна функционировать в качестве экстрактора. В некоторых вариантах осуществления экстрактор может способствовать по меньшей мере частичному отделению субстрата, образующего аэрозоль, от нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления экстрактор может способствовать полному отделению субстрата, образующего аэрозоль, от нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления экстрактор может способствовать отклеиванию субстрата, образующего аэрозоль, от нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления экстрактор может способствовать удалению изделия, генерирующего аэрозоль, после потребления изделия. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать средство для нагрева, которое прикреплено к первой корпусной части, интегрировано в нее или является ее частью. Перемещение второй корпусной части относительно первой корпусной части может действовать для отделения субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенного в полости второй корпусной части устройства, генерирующего аэрозоль, от средства для нагрева. Первая корпусная часть и вторая корпусная часть могут быть присоединяемыми с возможностью отсоединения друг от друга. Таким образом, вторая корпусная часть может быть легко удалена из первой корпусной части, например, для облегчения очистки.
В некоторых вариантах осуществления вторая корпусная часть может быть выполнена с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением. Первое положение может представлять собой рабочее положение, образованное средством для нагрева, таким как нагревательный элемент или индуктор, выполненным с возможностью зацепления с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Первое положение может представлять собой рабочее положение, образованное нагревательным элементом, вставленным в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, и находящимся с ним в контакте. Первое положение может представлять собой рабочее положение, образованное субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, расположенным в пределах переменного магнитного поля, генерируемого индуктором. Второе положение может представлять собой положение экстракции, образованное субстратом, образующим аэрозоль, который по меньшей мере частично отсоединен от средства для нагрева или расцеплен с ним. По меньшей мере частичное отделение может включать физическое отделение или просто лишь отделение, поскольку связь или граница соприкосновения между средством для нагрева и субстратом, образующим аэрозоль, нарушена. Например, во время и после нагрева субстрат, образующий аэрозоль, может прилипать к средству для нагрева. Второе положение экстракции может представлять собой положение, в котором субстрат, образующий аэрозоль, отлипает от средства для нагрева. Второе положение экстракции может представлять собой положение, в котором субстрат, образующий аэрозоль, перемещают из переменного магнитного поля, сгенерированного индуктором. Преимущественно такой экстрактор помогает облегчать удаление изделия, генерирующего аэрозоль, из устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, экстрактор может быть подвижно соединен с устройством, генерирующим аэрозоль, и может быть выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором субстрат, образующий аэрозоль, находится в контакте с нагревательным элементом устройства, генерирующего аэрозоль, и вторым положением, в котором субстрат, образующий аэрозоль, по меньшей мере частично отделен от нагревательного элемента. Предпочтительно экстрактор остается соединенным с устройством, генерирующим аэрозоль, если он находится в первом положении. Предпочтительно экстрактор остается соединенным с устройством, генерирующим аэрозоль, во втором положении. В некоторых вариантах осуществления экстрактор остается соединенным с устройством, генерирующим аэрозоль, в любой промежуточной точке между первым положением и вторым положением. Экстрактор может быть присоединяемым к устройству, генерирующему аэрозоль, с возможностью отсоединения от него.
Экстрактор может содержать скользящий резервуар. Скользящий резервуар может образовывать полость для вмещения изделия, генерирующего аэрозоль. Скользящий резервуар предпочтительно выполнен с возможностью скольжения между первым положением и вторым положением. В некоторых вариантах осуществления весь экстрактор, включая скользящий резервуар, может перемещаться для прохождения скользящего резервуара между первым положением и вторым положением. Альтернативно только скользящий резервуар экстрактора может быть выполнен с возможностью скольжения между первым положением и вторым положением.
В предпочтительных вариантах осуществления нагревательный элемент может проходить в нагревательную часть полости устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может иметь по существу форму пластины для вставки в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может иметь длину от 10 мм до 60 мм. Нагревательный элемент может иметь ширину от 2 мм до 10 мм. Нагревательный элемент может иметь толщину от 0,2 мм до 1 мм. Предпочтительная длина может составлять от 15 мм до 50 мм, например от 18 мм до 30 мм. Предпочтительная длина может составлять приблизительно 19 мм или приблизительно 20 мм. Предпочтительная ширина может составлять от 3 мм до 7 мм, например от 4 мм до 6 мм. Предпочтительная ширина может составлять приблизительно 5 мм. Предпочтительная толщина может составлять от 0,25 мм до 0,5 мм. Предпочтительная толщина может составлять приблизительно 0,4 мм. Нагревательный элемент может содержать электрически изолирующий субстрат и электрически резистивный нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления электрически резистивный нагревательный элемент содержит одну или более дорожек. В некоторых вариантах осуществления электрически резистивный нагревательный элемент предусмотрен на электрически изолирующем субстрате или встроен в электрически изолирующий субстрат. Электрически резистивный нагревательный элемент может поддерживаться электрически изолирующим субстратом. Альтернативно или в дополнение нагревательный элемент может окружать нагревательную часть полости.
Настоящее изобретение может предоставлять систему, генерирующую аэрозоль, содержащую изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, выполненное с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой любое устройство, как описано в данном документе.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой любое изделие, подходящее для потребления с использованием такого устройства. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой любое изделие, описанное в данном документе. Например, в некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать несколько выровненных соосно компонентов. Несколько выровненных соосно компонентов могут содержать субстрат, образующий аэрозоль, собранный в обертке для образования по существу цилиндрического изделия. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь продольную ось и диаметр изделия. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь ближнюю часть, заканчивающуюся ближним концом, и дальнюю часть, заканчивающуюся дальним концом. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно расположен на дальней части изделия или рядом с ней. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой табачную заглушку, такую как цилиндрическая табачная заглушка.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 100 мм, предпочтительно от 40 мм до 60 мм, или от 42 мм до 52 мм, например приблизительно 45 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм, например от 6 мм до 9 мм, или от 7 мм до 8 мм.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент может содержать заглушку фильтра. Фильтрующий элемент может быть расположен в расположенном дальше по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Фильтрующий элемент может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. В некоторых вариантах осуществления фильтрующий элемент имеет длину приблизительно 7 мм. Фильтрующий элемент может иметь длину от приблизительно 5 мм до приблизительно 10 мм.
В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 7 мм, например от 6,8 мм до 7,2 мм. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 8 мм до 14 мм, например 10 мм, или 11 мм, или 12 мм.
Диаметр субстрата, образующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную бумажную обертку. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Разделитель может находиться в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 25 мм. Предпочтительно разделитель составляет приблизительно 18 мм. Разделитель может содержать один или более распорочных компонентов.
В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой гелеобразный субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит как твердый, так и жидкий компоненты. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит как твердый, так и гелеобразный компоненты. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит как жидкий, так и гелеобразный компоненты.
Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. Летучие соединения могут содержать летучие табачные вкусоароматические соединения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля, которое способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табачный материал и дополнительно нетабачный материал.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, в некоторых вариантах осуществления твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из: порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубок, полосок или листов. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит одно или более из: травяных листьев, табачных листьев, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, гомогенизированного табака, экструдированного табака, табака в виде формованного листа и расширенного табака. В некоторых вариантах осуществления твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен в подходящей таре или картридже. Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие соединения, такие как летучие вкусоароматические соединения, подлежащие высвобождению при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать капсулы, которые, например, содержат дополнительные табачные или нетабачные летучие соединения. В некоторых вариантах осуществления такие капсулы могут таять во время нагрева твердого субстрата, образующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления такие капсулы могут содержать хрупкую мембрану. Хрупкая мембрана может быть раздавлена, например, пользователем до или во время использования для высвобождения летучих соединений.
В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному посредством агломерации табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. Альтернативно содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% по весу в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерации сыпучего табака, полученного путем помола или иного комбинирования одного или обоих из пластинки табачного листа и стеблей табачного листа. Альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из табачной пыли, табачной мелочи и других побочных продуктов сыпучего табака, образующихся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, то есть табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, то есть табачных экзогенных связующих, или их комбинацию, чтобы способствовать агломерации сыпучего табака; альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их комбинации.
В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий несколько по существу параллельных складок или гофров. Предпочтительно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано, по существу параллельные складки или гофры проходят вдоль или параллельно продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Это преимущественно упрощает сбор гофрированного листа гомогенизированного табачного материала с образованием субстрата, образующего аэрозоль. Однако следует иметь в виду, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для включения в изделие, генерирующее аэрозоль, могут альтернативно или дополнительно иметь несколько по существу параллельных складок или гофров, которые расположены под острым или тупым углом к продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, было собрано. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный лист гомогенизированного табачного материала, который по существу равномерно текстурирован по существу по всей поверхности. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий несколько по существу параллельных складок или гофров, которые по существу равномерно разнесены по ширине листа.
Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, кусочков, тонких трубок, полосок или листов. Альтернативно носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, осажденного на его внутреннюю поверхность, или на его наружную поверхность, или как на его внутреннюю, так и наружную поверхности. Такой трубчатый носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в форме, например, листа, пеноматериала, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть осажден на всю поверхность носителя или альтернативно может быть осажден в виде узора с целью обеспечения неоднородной доставки вкусоароматической добавки во время применения.
Система, генерирующая аэрозоль, представляет собой комбинацию устройства, генерирующего аэрозоль, и одного или более изделий, генерирующих аэрозоль, для использования с устройством. Однако система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как, например, зарядный блок для перезарядки встроенного электрического блока питания в электрически управляемом или электрическом устройстве, генерирующем аэрозоль.
Далее будут описаны конкретные варианты осуществления изобретения со ссылкой на фигуры, на которых:
на фиг. 1 показано схематическое изображение изделия, генерирующего аэрозоль, подходящего для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показано схематическое изображение полости устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному аспекту настоящего изобретения, причем полость образует полость, вмещающую изделие, для вмещения подходящего изделия, генерирующего аэрозоль;
на фиг. 3 показано схематическое изображение, изображающее изделие, генерирующее аэрозоль, представленное на фиг. 1, которое вставлено в полость, вмещающую изделие, представленную на фиг. 2;
на фиг. 4 показано схематическое поперечное сечение, представленное на фиг. 3, изображающее изделие, генерирующее аэрозоль, расположенное внутри нагревательной части полости;
на фиг. 5 показано схематическое изображение, изображающее экстрактор, содержащий полость, представленную на фиг. 2, соединенную с основной корпусной частью устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 6 показано схематическое изображение, изображающее изделие, генерирующее аэрозоль, представленное на фиг. 1, которое полностью вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль, представленное на фиг. 5;
на фиг. 7 показано схематическое изображение полости управляющего устройства, генерирующего аэрозоль, не соответствующего аспекту настоящего изобретения, причем полость образует полость, вмещающую изделие, для вмещения подходящего изделия, генерирующего аэрозоль;
на фиг. 8 показано схематическое изображение, изображающее изделие, генерирующее аэрозоль, представленное на фиг. 1, которое полностью вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль, представленную на фиг. 7;
на фиг. 9 показан график, сравнивающий доставку никотина на затяжку между устройством, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению, и управляющим устройством;
на фиг. 10 показан график, сравнивающий доставку глицерина на затяжку между устройством, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению, и управляющим устройством;
на фиг. 11 показано схематическое изображение дополнительного варианта осуществления полости устройства, генерирующего аэрозоль, согласно аспекту настоящего изобретения, причем полость содержит ребра, проходящие продольно по нагревательной части;
на фиг. 12 показан схематический вид в поперечном сечении нагревательной части полости, изображающий два ребра;
на фиг. 13 показан схематический вид в поперечном сечении нагревательной части полости, изображающий три ребра;
на фиг. 14 показан схематический вид в продольном сечении нагревательной части полости, изображающий шесть ребер;
на фиг. 15 показан схематический вид в продольном сечении экстрактора, изображающий некоторые из его шести ребер; и
на фиг. 16 показано схематическое изображение дополнительного варианта осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, согласно аспекту настоящего изобретения, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит индуктор и изделие, генерирующее аэрозоль, подходящее для использования с устройством, содержащим токоприемник.
На фиг. 1 проиллюстрировано изделие 10, генерирующее аэрозоль, подходящее для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, содержит четыре коаксиально выровненных элемента: субстрат 20, образующий аэрозоль, опорный элемент 30, секцию 40 для передачи и мундштук 50. Эти четыре элемента расположены последовательно и окружены наружной оберткой 60 для образования изделия 10, генерирующего аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, имеет мундштучный конец 70, который пользователь вводит в свой рот во время использования, и дальний конец 80, расположенный на противоположном конце изделия 10, генерирующего аэрозоль, относительно мундштучного конца 70.
При использовании воздух втягивается пользователем через изделие, генерирующее аэрозоль, от дальнего конца 80 к мундштучному концу 70. Таким образом, дальний конец 80 изделия, генерирующего аэрозоль, может быть, таким образом, также описан как расположенный раньше по ходу потока конец изделия 10, генерирующего аэрозоль, а мундштучный конец 70 изделия 10, генерирующего аэрозоль, может быть также описан как расположенный дальше по ходу потока конец изделия 10, генерирующего аэрозоль. Элементы изделия 10, генерирующего аэрозоль, расположенные между мундштучным концом 70 и дальним концом 80, могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока относительно мундштучного конца 70 или, альтернативно, расположенные дальше по ходу потока относительно дальнего конца 80.
Субстрат 20, образующий аэрозоль, расположен на крайнем дальнем или расположенном раньше по ходу потока конце изделия 10, генерирующего аэрозоль. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, субстрат 20, образующий аэрозоль, содержит собранный лист гофрированного гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой. Гофрированный лист гомогенизированного табачного материала содержит глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля.
Опорный элемент 30 расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно субстрата 20, образующего аэрозоль, и упирается в субстрат 20, образующий аэрозоль.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, опорный элемент представляет собой полую ацетилцеллюлозную трубку. Опорный элемент 30 размещает субстрат 20, образующий аэрозоль, на крайнем дальнем конце 80 изделия 10, генерирующего аэрозоль, таким образом, что он может входить в контакт с нагревательным элементом устройства, генерирующего аэрозоль. Опорный элемент 30 выполняет функцию предотвращения вытеснения субстрата 20, образующего аэрозоль, дальше по ходу потока внутри изделия 10, генерирующего аэрозоль, в направлении передающего элемента 40, когда внутренний нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, вставлен в субстрат 20, образующий аэрозоль. Опорный элемент 30 действует также в качестве разделителя для отделения передающего элемента 40 изделия, генерирующего аэрозоль, от субстрата 20, образующего аэрозоль.
Передающий элемент 40 расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно опорного элемента 30 и упирается в опорный элемент 30. При использовании летучие вещества, высвобождаемые из субстрата 20, образующего аэрозоль, проходят вдоль секции 40 для передачи в направлении мундштучного конца 70 изделия 10, генерирующего аэрозоль. Летучие вещества могут охлаждаться внутри секции 40 для передачи с образованием аэрозоля, который вдыхает пользователь. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, передающий элемент 40 представляет собой элемент, охлаждающий аэрозоль. Элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит гофрированный и собранный лист из полимолочной кислоты, окруженный оберткой 90. Гофрированный и собранный лист из полимолочной кислоты образует несколько продольных каналов, которые проходят вдоль длины элемента 40, охлаждающего аэрозоль.
Мундштук 50 расположен непосредственно дальше по ходу потока относительно секции 40 для передачи и упирается в секцию 40 для передачи. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, мундштук 50 содержит традиционный жгутовой фильтр из ацетилцеллюлозного волокна с низкой эффективностью фильтрации.
Для сборки изделия 10, генерирующего аэрозоль, четыре элемента, описанные выше, выравнивают и плотно заворачивают в наружную обертку 60. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, наружная обертка представляет собой традиционную сигаретную бумагу.
Изделие, генерирующее аэрозоль, проиллюстрированное на фиг. 1, сконструировано с возможностью зацепления с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим внутренний нагревательный элемент, с целью потребления пользователем. При использовании внутренний нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, нагревает субстрат 20, образующий аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, до достаточной температуры для образования аэрозоля. Аэрозоль втягивается дальше по ходу потока через изделие 10, генерирующее аэрозоль, и вдыхается пользователем. Изделие, генерирующее аэрозоль, проиллюстрированное на фиг. 1, является по существу цилиндрическим и имеет диаметр приблизительно 7 мм и общую длину приблизительно 45 мм.
На фиг. 2 показана продольно проходящая полость 110. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2, полость 110 снабжена экстрактором 100 устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному аспекту настоящего изобретения. Экстрактор 100 представляет собой компонент, который может быть соединен с возможностью отсоединения с основной частью в виде устройства с целью образования устройства, генерирующего аэрозоль. Продольно проходящая полость 110 экстрактора 100 предназначена для вмещения дальнего конца и дальней части изделия, генерирующего аэрозоль, например изделия 10, генерирующего аэрозоль, как описано в отношении фиг. 1.
Экстрактор 100 имеет основание 102 и боковые стенки 103, которые проходят от основания 102. Продольно проходящая полость 110 образована внутренними поверхностями основания 102 и боковыми стенками 103 и имеет отверстие 111 на конце полости 110, противоположном основанию 102. Полость является круглой в поперечном сечении и имеет три отдельные продольно разделенные части, причем диаметр полости варьирует между смежными частями.
Первая часть, или стабилизирующая часть 120, полости 110 имеет первый диаметр. Этот диаметр имеет размеры, позволяющие близко соответствовать наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Таким образом, если изделие, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1, подлежит использованию с устройством, первый диаметр может быть приблизительно таким же, как и наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, или представлять собой немного больший диаметр, чем наружный диаметр изделия, генерирующего аэрозоль. Таким образом, в конкретном варианте осуществления первый диаметр может составлять приблизительно 7,2 мм.
Вторая часть, или нагревательная часть 130, имеет второй диаметр. Этот второй диаметр больше, чем первый диаметр, что помогает свести к минимуму или предотвратить контакт между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенного в полости, и внутренней поверхности 131 полости в нагревательной части 130. Например, если первый диаметр составляет приблизительно 7,2 мм, второй диаметр может составлять от приблизительно 8,8 мм до приблизительно 9,2 мм. Это обеспечит воздушный зазор приблизительно 1 мм между наружной поверхностью изделия, полностью вставленного в полость, и внутренней поверхностью 131 стенок полости в нагревательной части 130 полости. Вторая часть проходит продольно на приблизительно 12 мм.
Первая расширяющаяся к низу или наклонная часть 135 внутренней поверхности полости обеспечивает переход между стабилизирующей частью 120 и нагревательной частью 130.
Третья часть или установочная часть 140 имеет третий диаметр. Третий диаметр предпочтительно по существу такой же, как и первый диаметр или идентичен ему. Таким образом, в настоящем примере третий диаметр может составлять 7,2 мм. Вторая расширяющаяся к низу или наклонная часть 145 внутренней поверхности полости обеспечивает переход между нагревательной частью 120 и установочной частью 130. Вторая наклонная часть представляет собой область, в которой диаметр полости уменьшается от второго диаметра до третьего диаметра. Уклон может действовать, чтобы направлять дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, в установочную часть 140.
Проем или прорезь 150 образуются посредством радиально центральной части основания 102. Этот проем 150 обеспечивает возможность вставки нагревательного элемента, прикрепленного к основной части устройства, генерирующего аэрозоль, в полость 110, когда экстрактор 100 соединен с основной частью устройства. Проем 150 также обеспечивает возможность притока воздуха в полость 110.
Внешние поверхности стенок экстрактора могут содержать признаки, сконструированные с возможностью способствования соединению с основной частью устройства, генерирующего аэрозоль. Такие признаки могут включать, например, канавки, прорези, гребни и защелки. Экстрактор сконструирован с возможностью присутствия зацепления с возможностью скольжения с основной частью устройства, генерирующего аэрозоль. Часть экстрактора может проходить со скольжением в соответствующую оболочку на основной части устройства, генерирующего аэрозоль.
Экстрактор 100 образован из сформованного литьем полиэфирэфиркетона (PEEK). Однако экстрактор 100 может быть образован из любого подходящего материала, например других полимерных материалов, таких как полиэтилен или полипропилен.
На фиг. 3 изображено изделие 10, генерирующее аэрозоль, как описано в отношении фиг. 1, которое полностью вставлено в полость 110 экстрактора 100, как описано в отношении фиг. 2. Дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, был вставлен через отверстие 111 и протолкнут через стабилизирующую часть 120 и нагревательную часть 130 с целью размещения внутри установочной части 140. Дальний конец 80 изделия 10 опирается на внутреннюю поверхность основания 102. Поскольку наружный диаметр изделия 10 по существу такой же, что и первый диаметр полости в стабилизирующей части 120 и третий диаметр полости в установочной части 140, существует близкий контакт между изделием и стенками полости на этих точках. Однако диаметр полости на нагревательной части 130 больше, чем на стабилизирующей части и установочной части. Поскольку изделие 10, генерирующее аэрозоль, является по существу цилиндрическим, существует воздушный зазор 160, образованный между наружной поверхностью 61 изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью полости в нагревательной части. Ширина этого зазора может быть определена путем вычитания первого диаметра стабилизирующей части (и изделия, генерирующего аэрозоль) из второго диаметра нагревательной части и деления на два. Продольный размер нагревательной части схож с продольным размером субстрата, образующего аэрозоль, изделия. Субстрат, образующий аэрозоль, изделия находится по существу внутри нагревательной части, когда изделие полностью вставлено в полость экстрактора.
Впускные отверстия, проходящие через боковые стенки полости, не образованы. Таким образом, когда изделие расположено внутри полости, воздушный зазор 160 образует кольцевой воздушный карман. Этот воздушный карман помогает изолировать субстрат, образующий аэрозоль, во время использования устройства, генерирующего аэрозоль.
Способность теплоизолировать изделие, генерирующее аэрозоль, является результатом разницы в теплопроводности между воздухом и материалом, образующим боковые стенки полости, например PEEK. При предпочтительных рабочих температурах (например, от 300 до 600 градусов Кельвина) теплопроводность воздуха находится в диапазоне от 0,0262 Ватт на метр-Кельвин (В.м-1.К-1) и 0,0457 В.м-1.К-1. Напротив, теплопроводность PEEK при 300 градусах Кельвина составляет приблизительно 0,25 В.м-1.К-1. Таким образом, воздух является приблизительно в десять раз менее проводящим, чем PEEK. Если, что предпочтительно, предотвращается сквозной поток воздуха внутри воздушного зазора, воздушный зазор 160 может функционировать таким образом, чтобы помогать предотвращать рассеяние тепла от субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.
На фиг. 4 показано поперечное сечение нагревательной части экстрактора со вставленным изделием, генерирующим аэрозоль. Боковые стенки 103 можно рассматривать как круглые в поперечном сечении. Полость 110 образована внутренней поверхностью 131 боковых стенок 103. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, проходит через нагревательную часть. В поперечном сечении субстрат 20, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, заполняет центральную часть полости. Воздушный зазор 160 можно рассматривать как кольцевой зазор, проходящий полностью вокруг изделия, генерирующего аэрозоль. Воздушный зазор образует воздушный карман, когда изделие вставлено.
Экстрактор 100 представляет собой составную часть устройства 500, генерирующего аэрозоль. Экстрактор может быть соединен с возможностью отсоединения с основной частью для образования устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, основная часть, которую можно назвать первой корпусной частью 501, содержит блок питания, управляющую электронику и нагревательный элемент. Экстрактор, который можно назвать второй корпусной частью 100, содержит полость 110, вмещающую изделие.
Как можно увидеть на фиг. 5, в конкретном варианте осуществления основная часть/вторая корпусная часть 501 содержит оболочку 510 для соединения с экстрактором/второй корпусной частью 100 и нагревательный элемент 520 для вставки в полость 110 экстрактора 100. Экстрактор 100 и основная часть 501 соединяются вместе посредством относительного продольного перемещения. Нагревательный элемент 520 проходит в полость 110 через отверстие 150, образованное через основание 102. Таким образом, отверстие 150 также позволяет перемещать экстрактор относительно нагревательного элемента 520.
На фиг. 6 показано изделие 10, генерирующее аэрозоль, функционально соединенное с устройством 500, генерирующим аэрозоль. Нагревательный элемент 520 проникает в дальний конец изделия 10, генерирующего аэрозоль, и контактирует с субстратом 20, образующим аэрозоль.
При использовании запускается работа нагревательного элемента и она поднимает температуру субстрата, образующего аэрозоль, до рабочей температуры, например от 300°C до 350°C. Это вызывает улетучивание веществ внутри субстрата, образующего аэрозоль. Когда пользователь осуществляет вдох на ближнем конце изделия 10, генерирующего аэрозоль, аэрозоль, образованный из этих летучих компонентов, может вдыхаться. Наличие воздушного зазора 160 помогает свести к минимуму потерю тепла через наружные стенки изделия, генерирующего аэрозоль. В испытаниях, проводимых над изделиями, генерирующими аэрозоль, содержащими гомогенизированный табак в качестве субстрата, образующего аэрозоль, доставка никотина и других веществ, образующих аэрозоль, была выше при начальных затяжках по сравнению с управляющим устройством, в котором отсутствовал воздушный зазор.
Были проведены эксперименты для сравнения доставки аэрозоля из изделия, генерирующего аэрозоль, как описано в отношении фиг. 1, когда (a) нагревается в устройстве, имеющем экстрактор, как описано в отношении фиг. 2-6, и (b) нагревается в управляющем устройстве, имеющем экстрактор без воздушного зазора.
Фиг. 7 и 8 представлены для иллюстрации управляющего экстрактора 700 и управляющего устройства 800, содержащего такой экстрактор. Следует отметить, что фиг. 7 и 8 представлены только для сравнения и не иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения.
Управляющий экстрактор 700 отличается от экстрактора 100, показанного на фиг. 2, тем, что полость 710 управляющего экстрактора 700 не образует отдельные стабилизирующую, нагревающую и установочную части. Вместо этого образуется полость 710 посредством внутренних стенок 760, которые проходят равномерно между отверстием 711 полости и основанием 702 полости. Диаметр полости 710 является по существу равномерным по длине полости, составляющей приблизительно 7,2 мм. То есть, диаметр всей полости управляющего экстрактора примерно такой же, как и диаметр стабилизирующей части экстрактора, показанного на фиг. 2. С других точек зрения управляющий экстрактор и экстрактор, показанный на фиг. 2, одинаковы.
На фиг. 8 проиллюстрировано изделие, генерирующее аэрозоль, функционально соединенное с экстрактором 700 управляющего устройства 800. Изделие, генерирующее аэрозоль, плотно посажено в полости 710 экстрактора 700, тем самым обеспечивая значительный контакт между наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью 760 полости 710.
Идентичные изделия, генерирующие аэрозоль, были испытаны при идентичных условиях. Единственное отличие состоит в том, что один набор изделий был испытан с использованием экстрактора и устройства, описанных в отношении фиг. 2-6, а управляющий набор изделий был испытан с использованием управляющего экстрактора и управляющего устройства, описанных в отношении фиг. 7 и 8. Инфракрасная спектроскопия с использованием преобразования Фурье (FTIR) была выполнена на аэрозолях, полученных в результате этих экспериментов.
На фиг. 9 изображен график, показывающий зависимость доставки никотина (измеренной в миллиграммах по оси y) от количества затяжек на изделии, генерирующем аэрозоль (ось x). Результаты, полученные с использованием экстрактора, показанного на фиг. 2-6, содержащего воздушный зазор, который окружает часть изделия, показаны сплошной линией (а). Результаты, полученные с использованием управляющего экстрактора, показанного на фиг. 7 и 8, без воздушного зазора, который окружает часть изделия, показаны пунктирной линией (b). Можно видеть, что доставка никотина приблизительно одинакова для первых двух затяжек, но после этого доставка никотина значительно улучшается при использовании экстрактора, показанного на фиг. 2, по сравнению с управляющим экстрактором. Можно предположить, что воздушный зазор 160 действительно обеспечивает изолирующий эффект и снижает тепловое рассеяние от субстрата, образующего аэрозоль, изделия, тем самым улучшая доставку никотина.
На фиг. 10 изображен график, показывающий зависимость доставки глицерина (измеренной в миллиграммах по оси y) от количества затяжек на изделии, генерирующем аэрозоль, (ось x). Результаты, полученные с использованием экстрактора, показанного на фиг. 2-6, содержащего воздушный зазор, который окружает часть изделия, показаны сплошной линией (а). Результаты, полученные с использованием управляющего экстрактора, показанного на фиг. 7 и 8, без воздушного зазора, который окружает часть изделия, показаны пунктирной линией (b). Можно видеть, что доставка глицерина приблизительно одинакова для первых двух или трех затяжек, но после этого доставка глицерина значительно улучшается при использовании экстрактора, показанного на фиг. 2, по сравнению с управляющим экстрактором. Этот результат отражает результаты доставки никотина, представленные на фиг. 9.
Хотя предпочтительно, чтобы экстрактор 100 был сконфигурирован для предоставления полностью кольцевого воздушного зазора между изделием, генерирующим аэрозоль, и нагревательной частью полости, могут возникнуть обстоятельства, при которых могут потребоваться одно или более ребер. Такие ребра могут помочь стабилизировать изделие, генерирующее аэрозоль, внутри продольно проходящей полости 110. Такие ребра могут обеспечить упрочняющий эффект для экстрактора. Такие ребра могут помочь направлять дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, в сторону установочной части при вставке в полость. Такие ребра могут помогать предотвращать радиальную деформацию изделия, генерирующего аэрозоль, если нагревательный элемент вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.
Например, обращаясь теперь к фиг. 11, экстрактор 100 может содержать одно или более ребер 790. Одно или более ребер предпочтительно проходят вдоль нагревательной части 130. Предпочтительно одно или более ребер, проходящих вдоль нагревательной части 130, проходят от начала или расположенного дальше по ходу потока конца 736 перехода 735 между стабилизирующей частью 120 и нагревательной частью 130 вдоль до конца или расположенного раньше по ходу потока конца 746 перехода 745 от нагревательной части 130 до установочной части 140. Такие ребра 790 не должны выступать в полость дальше стенок стабилизирующей части так, чтобы не препятствовать проходу изделия, генерирующего аэрозоль. Хотя проиллюстрированы непрерывные ребра, проходящие по всей длине нагревательной части 130, следует понимать, что могут быть использованы другие конструкции, которые все еще выполняют функцию стабилизации изделия 10, генерирующего аэрозоль, внутри камеры с минимальным контактом. Предпочтительно, чтобы любые ребра имели относительно малый размер ширины, например ширину от 0,5 мм до 1,5 мм в размере, который может контактировать с изделием, образующим аэрозоль.
На фиг. 12 показан вид в поперечном сечении экстрактора 800, имеющего два продольно проходящих ребра 890, проходящих вдоль нагревательной части, между стабилизирующей частью и установочной частью. Вид в поперечном сечении взят по нагревательной части. Когда изделие 10, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость, ребра 890 помогают образовывать первый воздушный карман 860A и второй воздушный карман 860B. Между изделием 10 и ребрами 890 имеется очень небольшой контакт, и в этих точках контакта теряется лишь незначительное количество тепла. Изоляция субстрата, образующего аэрозоль, обеспечивается двумя полукольцевыми воздушными карманами 890A, 890B.
На фиг. 13 показан вид в поперечном сечении экстрактора 900, имеющего три продольно проходящих ребра 990, проходящих вдоль нагревательной части, между стабилизирующей частью и установочной частью. Вид в поперечном сечении взят по нагревательной части. Когда изделие 10, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость, ребра помогают образовать первый воздушный карман 960A, второй воздушный карман 960B и третий воздушный карман 960C. Между изделием 10 и ребрами 990 имеется очень небольшой контакт, и в этих точках контакта теряется лишь незначительное количество тепла. Изоляция субстрата, образующего аэрозоль, обеспечивается тремя частично кольцевыми воздушными карманами 960A, 960B, 960C.
На фиг. 14 показан вид в поперечном сечении экстрактора 1400, имеющего шесть продольно проходящих ребер 1490, проходящих вдоль нагревательной части, между стабилизирующей частью и установочной частью. Вид в поперечном сечении взят по нагревательной части. Когда изделие 10, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость, ребра помогают образовать первый воздушный карман 1460A, второй воздушный карман 1460B, третий воздушный карман 1460C, четвертый воздушный карман 1460D, пятый воздушный карман 1460E и шестой воздушный карман 1460F. Между изделием 10 и ребрами 1490 имеется очень небольшой контакт, и в этих точках контакта теряется лишь незначительное количество тепла. Изоляция субстрата, образующего аэрозоль, обеспечивается шестью частично кольцевыми воздушными карманами 1460A, 1460B, 1460C, 1460D, 1460E, и 1460F.
На фиг. 15 показан вид в продольном сечении экстрактора 1400, имеющего шесть продольно проходящих ребер 1490, проходящих вдоль нагревательной части 1430 между стабилизирующей частью 1420 и установочной частью 1440. Такие продольно проходящие ребра 1490 могут обеспечить упрочняющий эффект для экстрактора. Такие продольно проходящие ребра 1490 могут помочь направлять дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, в сторону установочной части при вставке в полость. Такие продольно проходящие ребра 1490 могут помогать предотвращать радиальную деформацию изделия, генерирующего аэрозоль, если нагревательный элемент вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.
Вышеупомянутые варианты осуществления описывают систему, генерирующую аэрозоль, содержащую изделие 10, генерирующее аэрозоль, и устройство 500, генерирующее аэрозоль, содержащее экстрактор для вмещения изделия 10, генерирующее аэрозоль. Раскрытый нагревательный элемент представляет собой резистивный нагревательный элемент. Однако могут существовать альтернативные варианты осуществления изобретения. Например, средство для нагрева может содержать средство для индукционного нагрева. Нагревательный элемент может содержать токоприемник в виде пластины и индуктор так, чтобы индукционная катушка могла быть расположена вокруг полости 110. Альтернативно изделие 110, генерирующее аэрозоль, может содержать токоприемник, и устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать индуктор, предназначенный для нагрева токоприемника.
На фиг. 16 схематически проиллюстрирована такая система, генерирующая аэрозоль, приводимая в действие индукцией. В этой системе изделие 1000, генерирующее аэрозоль, подобно изделию 10, описанному в отношении фиг. 1. Одно различие в системе, показанной на фиг. 16, по сравнению с системами, описанными выше, например, в отношении фиг. 2-6, состоит в том, что субстрат 1025, образующий аэрозоль, изделия 1000 содержит токоприемник 1020 или связан с ним. Токоприемник в этом примере представляет собой продольную полоску из нержавеющей стали. Эта полоска действует в качестве токоприемника 1020, который может быть нагрет для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. В одном конкретном варианте осуществления токоприемник 1020 может быть в виде полоски из нержавеющей стали марки 430, имеющей размеры 12 мм на 4 мм на 35 микрометров.
Устройство 1500, генерирующее аэрозоль, подобно устройству, описанному в отношении фиг. 2-6. Однако нагревательный элемент, связанный с устройством, отсутствует. Вместо этого токоприемник 1020 расположен в тепловом сообщении с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, и тепло может быть сгенерировано в токоприемнике посредством индукционного нагрева, когда токоприемник расположен в изменяющемся магнитном поле, сгенерированном устройством, генерирующим аэрозоль. Таким образом, устройство 1500, генерирующее аэрозоль, содержит индуктор в виде индукционной катушки 1600, а также блок питания, такой как батарея, и управляющую электронику. Индукционная катушка 1600 способна генерировать изменяющееся магнитное поле внутри полости экстрактора. Токоприемник и индукционная катушка могут в комбинации образовывать средство для нагрева для субстрата, образующего аэрозоль.
Индукционный нагрев является известным явлением, описываемым законом индукции Фарадея и законом Ома. Более конкретно, закон индукции Фарадея утверждает, что если в проводнике изменяется магнитная индукция, тогда в проводнике создается переменное электрическое поле. Поскольку в проводнике создается данное электрическое поле, в проводнике будет протекать ток, известный как вихревой ток, в соответствии с законом Ома. Вихревой ток будет генерировать тепло пропорционально плотности тока и удельному сопротивлению проводника. Проводник, который может быть индукционно нагрет, известен как токоприемник. Устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой индукционное нагревательное устройство, оборудованное источником индукционного нагрева, таким как, например, индукционная катушка 1600, которая способна генерировать переменное электромагнитное поле из источника переменного тока, такого как LC-цепь. В токоприемнике 1020 образуются вихревые токи, генерирующие тепло, тем самым повышая температуру токоприемника, так что он может функционировать в качестве нагревательного элемента.
Устройство 1500, генерирующее аэрозоль, содержит батарею и электронику (не изображены), которые позволяют привести в действие индуктор 1600. Такое приведение в действие может быть выполнено вручную или может происходить автоматически в ответ на затяжку пользователем из изделия 1000, генерирующего аэрозоль, вставленного в полость, вмещающую субстрат, устройства 1500, генерирующего аэрозоль. Батарея подает постоянный ток. Электроника включает инвертор постоянного тока в переменный ток для подачи на индуктор высокочастотного переменного тока.
При приведении в действие устройства высокочастотный переменный ток проходит через витки провода, которые образуют часть индукционной катушки 1600. Это приводит к генерированию индукционной катушкой 1600 изменяющегося электромагнитного поля внутри части полости, вмещающей субстрат, устройства. Электромагнитное поле предпочтительно изменяется с частотой от 1 до 30 МГц, предпочтительно от 2 до 10 МГц, например, от 5 до 7 МГц. Когда изделие 1000, генерирующее аэрозоль, правильно расположено в полости, вмещающей субстрат, как проиллюстрировано на фиг. 16, токоприемник 1020 изделия 1000 располагается внутри этого изменяющегося электромагнитного поля. Изменяющееся поле генерирует вихревые токи внутри токоприемника, который в результате нагревается. Дополнительный нагрев обеспечивается посредством потерь на магнитный гистерезис внутри токоприемника. Нагретый токоприемник нагревает субстрат 1020, образующий аэрозоль, изделия 1000, генерирующего аэрозоль, до достаточной температуры для образования аэрозоля. Аэрозоль втягивается дальше по ходу потока через изделие 1000, генерирующее аэрозоль, и вдыхается пользователем. Рассеяние тепла от субстрата 1025, образующего аэрозоль, сводится к минимуму воздушным зазором 160, предусмотренным на нагревательной части полости. В результате процессы доставки аэрозоля пользователю могут быть улучшены.
Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, предусмотренное в цилиндрическом изделии, генерирующем аэрозоль, содержит продольно проходящую полость для вмещения дальней части изделия, генерирующего аэрозоль. Продольно проходящая полость имеет продольную ось и образована основанием, боковыми стенками, отходящими от основания, и отверстием на конце полости, противоположном основанию. Внутренние поверхности боковых стенок образуют стабилизирующую часть полости, имеющую первый диаметр, и нагревательную часть полости, расположенную между стабилизирующей частью и основанием. Нагревательная часть имеет второй диаметр, который больше, чем первый диаметр. Внутренние стенки полости дополнительно образуют установочную часть, расположенную на дальнем конце полости, нагревательную часть, расположенную между стабилизирующей частью и установочной частью. Установочная часть полости имеет третий диаметр, который равен первому диаметру стабилизирующей части. Технический результат - обеспечение улучшенной теплоизоляции субстрата, образующего аэрозоль. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, предусмотренного в цилиндрическом изделии, генерирующем аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит;
продольно проходящую полость для вмещения дальней части изделия, генерирующего аэрозоль, причем продольно проходящая полость имеет продольную ось и образована основанием, боковыми стенками, отходящими от основания, и отверстием на конце полости, противоположном основанию, при этом внутренние поверхности боковых стенок образуют стабилизирующую часть полости, имеющую первый диаметр, и нагревательную часть полости, расположенную между стабилизирующей частью и основанием, причем нагревательная часть имеет второй диаметр, который больше, чем первый диаметр,
при этом внутренние стенки полости дополнительно образуют установочную часть, расположенную на дальнем конце полости, нагревательную часть, расположенную между стабилизирующей частью и установочной частью, причем установочная часть полости имеет третий диаметр, который равен первому диаметру стабилизирующей части.
2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения полости в нагревательной части на 110-300% больше, чем площадь поперечного сечения полости в стабилизирующей части.
3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 2, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения полости в нагревательной части на 130-200% больше, чем площадь поперечного сечения полости в стабилизирующей части.
4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 2 или 3, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения полости в нагревательной части на 140-160% больше, чем площадь поперечного сечения полости в стабилизирующей части.
5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что второй диаметр на 105-170% больше, чем первый диаметр.
6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что второй диаметр на 110-150% больше, чем первый диаметр.
7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что второй диаметр на 125-130% больше, чем первый диаметр.
8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что разница в диаметре между стабилизирующей частью и нагревательной частью предоставляет один или более изолирующих воздушных карманов, окружающих внешнюю поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, когда дальняя часть изделия, генерирующего аэрозоль, вставлена в продольно проходящую полость.
9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что в нем образовано впускное отверстие для воздуха, проходящее через основание.
10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что внутренние стенки полости образуют конусообразную область, в которой диаметр полости меняется с постоянным градиентом от второго диаметра до третьего диаметра.
11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что разница в диаметре между первым диаметром на стабилизирующей части и вторым диаметром на нагревательной части представляет собой диаметр зазора, причем диаметр зазора составляет от 0,5 мм до 5 мм.
12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 11, отличающееся тем, что диаметр зазора составляет 1-4 мм.
13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 11 или 12, отличающееся тем, что внутренние боковые стенки содержат одно или более ребер, проходящих продольно в нагревательной части и проходящих радиально от внутренних боковых стенок.
14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 13, отличающееся тем, что ребра имеют радиальный размер, равный диаметру зазора.
15. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 13 или 14, отличающееся тем, что одно или более ребер выполнены с возможностью направления и стабилизации изделия, генерирующего аэрозоль, вставленного в полость.
16. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 13-15, отличающееся тем, что содержит комбинацию продольных и кольцевых ребер.
17. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит первую корпусную часть, содержащую источник питания, управляющую электронику и по меньшей мере часть средства для нагрева, и вторую корпусную часть, которая выполнена с возможностью перемещения относительно первой корпусной части, при этом во второй корпусной части образована продольно проходящая полость.
18. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 17, отличающееся тем, что вторая корпусная часть соединена с первой корпусной частью с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением, причем первое положение представляет собой рабочее положение, образованное средством для нагрева, выполненным с возможностью зацепления с изделием, генерирующим аэрозоль, а второе положение представляет собой положение экстракции, образованное изделием, генерирующим аэрозоль, которое по меньшей мере частично извлечено из продольно проходящей полости.
19. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 17 или 18, отличающееся тем, что первая корпусная часть и вторая корпусная часть являются присоединяемыми с возможностью отсоединения друг от друга.
20. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью прохождения в нагревательную часть полости.
21. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что наружные границы окружного или кольцевого воздушного кармана, при полностью вставленном в полость изделии, генерирующем аэрозоль, образованы (1) наружной поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, (2) внутренней поверхностью нагревательной части полости, (3) радиально проходящей ступенькой или уклоном, проходящим между внутренней поверхностью нагревательной части и внутренней поверхностью стабилизирующей части, и (4) радиально проходящей ступенькой или уклоном, проходящим между внутренней поверхностью нагревательной части и внутренней поверхностью установочной части.
22. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, выполненные с возможностью нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит продольно проходящую полость для вмещения дальней части изделия, генерирующего аэрозоль, причем продольно проходящая полость имеет продольную ось и образована основанием, боковыми стенками, отходящими от основания, и отверстием на конце полости, противоположном основанию,
при этом внутренние поверхности боковых стенок образуют стабилизирующую часть полости, имеющую первый диаметр, и нагревательную часть полости, расположенную между стабилизирующей частью и основанием, причем нагревательная часть имеет второй диаметр, который больше, чем первый диаметр,
при этом внутренние стенки полости дополнительно образуют установочную часть, расположенную на дальнем конце полости, нагревательную часть, расположенную между стабилизирующей частью и установочной частью, причем установочная часть полости имеет третий диаметр, который равен первому диаметру стабилизирующей части.
23. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 22, отличающаяся тем, что изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой цилиндрическое изделие, генерирующее аэрозоль, подлежащее нагреву с устройством, причем изделие, генерирующее аэрозоль, имеет продольную ось и диаметр изделия, при этом первый диаметр продольно проходящей полости устройства, генерирующего аэрозоль, равен диаметру изделия.
24. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 22 или 23, отличающаяся тем, что изделие, генерирующее аэрозоль, содержит множество соосно выровненных компонентов, в том числе субстрат, образующий аэрозоль, собранный внутри обертки с образованием цилиндрического изделия, имеющего продольную ось и диаметр изделия, причем изделие, генерирующее аэрозоль, имеет ближнюю часть, заканчивающуюся ближним концом, и дальнюю часть, заканчивающуюся дальним концом, и при этом субстрат, образующий аэрозоль, расположен в дальней части изделия.
25. Система, генерирующая аэрозоль, по любому из пп. 22-24, отличающаяся тем, что устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой устройство, определенное по любому из пп. 2-21.
| ЭКСТРАКТОР ДЛЯ АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА | 2012 |
|
RU2604012C2 |
| КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ВНУТРЕННИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ | 2013 |
|
RU2609395C2 |
| Электромагнитный контрольный аппарат для учета производственных операций | 1931 |
|
SU26473A1 |
| WO 2018050735 A1, 22.03.2018 | |||
| CN 108451028 A, 28.08.2018. | |||
