НАГРЕВАТЕЛЬ В СБОРЕ И СОДЕРЖАЩЕЕ ЕГО АЭРОЗОЛЬГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2024 года по МПК A24F40/465 

[Область техники]

Варианты осуществления изобретения относятся к нагревателю в сборе и аэрозольгенерирующему устройству, содержащему нагреватель в сборе, а более конкретно, к нагревателю в сборе, способному к снижению температуры основного потока дыма в начале периода нагрева, и аэрозольгенерирующему устройству, содержащему нагреватель в сборе.

[Предшествующий уровень техники]

В последнее время возрос спрос на альтернативные способы преодоления недостатков традиционных сигарет. Например, растет спрос на аэрозольгенерирующее устройство, которое генерирует аэрозоль путем нагревания аэрозольгенерирующего материала в сигаретах или резервуарах с жидкостью без сжигания. Так в качестве ближайшего аналога может быть рассмотрен источник WO 2019/030363.

Были предложены новые способы нагрева, отличающиеся от традиционного способа с использованием электрического нагревателя резисторного типа. В частности, активно ведется исследование способа нагревания сигарет с помощью способа индукционного нагрева.

[Описание изобретения]

[Техническая проблема]

В отличие от большинства аэрозольгенерирующих устройств, которые используют электрический нагреватель резисторного типа, аэрозольгенерирующее устройство, которое использует способ индукционного нагрева, способно равномерно нагревать табачный стержень аэрозольгенерирующего изделия (например, сигареты). Таким образом, нужен другой подход к расположению нагревателя в аэрозольгенерирующем устройстве, которое использует способ индукционного нагрева.

Проблемы, решаемые вариантами осуществления изобретения, не ограничиваются проблемами, описанными выше, и неописанные проблемы могут быть поняты со всей очевидностью специалистами в данной области техники, к которой относятся варианты осуществления изобретения, из настоящего описания изобретения и сопроводительных чертежей.

[Техническое решение]

Согласно одному варианту осуществления изобретения, нагреватель в сборе для размещения и нагревания аэрозольгенерирующего изделия, содержащего табачный стержень и фильтрующий стержень, содержит приемное пространство, в которое вставляется аэрозольгенерирующее изделие, обмотку, окружающую по меньшей мере часть приемного пространства и выполненную с возможностью генерировать индуцированное магнитное поле, и токоприемник, расположенный в приемном пространстве и выполненный с возможностью генерировать тепло в зависимости от индуцированного магнитного поля, генерируемого обмоткой, причем в состоянии, в котором аэрозольгенерирующее изделие полностью вставлено в приемное пространство, дистальная концевая часть токоприемника располагается выше по потоку относительно границы между табачным стержнем и фильтрующим стержнем на предварительно заданном расстоянии.

Согласно другому варианту осуществления изобретения аэрозольгенерирующее устройство содержит нагреватель в сборе, блок питания, который подает питание на нагреватель в сборе, и контроллер, который управляет питанием, подаваемым на нагреватель в сборе.

Технические решения не ограничиваются приведенными выше формулировками и могут включать самые разные объекты, которые могут быть поняты специалистами в данной области техники по ходу изложения настоящего описания изобретения.

[Полезные эффекты изобретения]

В зависимости от нагревателя в сборе и аэрозольгенерирующего устройства, включающего нагреватель в сборе, согласно вариантам осуществления изобретения, температуру основного потока дыма можно снизить в начале периода нагрева, а постоянный вкус сигареты можно поддерживать в течение всего периода нагрева.

Эффекты вариантов осуществления изобретения не ограничиваются приведенными выше формулировками и могут включать все эффекты, которые могут быть поняты из раскрытых ниже конфигураций.

[Описание чертежей]

ФИГ. 1 представляет собой вид, иллюстрирующий аэрозольгенерирующее устройство, использующее способ индукционного нагрева.

ФИГ. 2 показывает вид, иллюстрирующий пример аэрозольгенерирующего изделия.

ФИГ. 3 представляет собой вид, иллюстрирующий пример нагревателя в сборе и аэрозольгенерирующего изделия, вставленного в нагреватель в сборе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

ФИГ. 4А - 4С представляют собой виды, иллюстрирующие изменение табачного стержня вокруг токоприемника согласно течению времени.

ФИГ. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий расположение токоприемника в аэрозольгенерирующем изделии.

ФИГ. 6 иллюстрирует температуру основного потока дыма в соответствии с расположением токоприемника в нагревателе в сборе согласно варианту осуществления изобретения.

ФИГ. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий пример нагревателя в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

ФИГ. 8 представляет собой вид поперечного сечения нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

ФИГ. 9 представляет собой вид поперечного сечения нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

ФИГ. 10 иллюстрирует вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, а также график, показывающий пример распределения температур токоприемника и теплоизолирующей части.

ФИГ. 11 иллюстрирует вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения и график, показывающий пример распределения температур токоприемника и теплоизолирующей части.

ФИГ. 12 иллюстрирует вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения и график, показывающий пример распределения температур токоприемника и теплоизолирующей части.

[Лучший вариант]

Согласно одному варианту осуществления изобретения, нагреватель в сборе для размещения и нагревания аэрозольгенерирующего изделия, содержащего табачный стержень и фильтрующий стержень, содержит приемное пространство, в которое вставляется аэрозольгенерирующее изделие, обмотку, окружающую по меньшей мере часть приемного пространства и выполненную с возможностью генерировать индуцированное магнитное поле, и токоприемник, расположенный в приемном пространстве и выполненный с возможностью генерировать тепло в зависимости от индуцированного магнитного поля, генерируемого обмоткой, причем в состоянии, в котором аэрозольгенерирующее изделие полностью вставлено в приемное пространство, дистальная концевая часть токоприемника располагается выше по потоку относительно границы раздела между табачным стержнем и фильтрующим стержнем внутри аэрозольгенерирующего изделия.

Кроме того, дистальная концевая часть токоприемника может отстоять от границы на примерно от 0,3 до примерно 0,7 мм.

Кроме того, токоприемник может содержать цилиндрическую часть основания и заостренную часть, сформированную на одном конце части основания.

Кроме того, токоприемник может генерировать тепло, которое эквивалентно примерно от 270°С до примерно 350°С.

Кроме того, нагреватель в сборе может дополнительно содержать теплоизолирующую часть, содержащую материал, отличный от токоприемника, соединенную с токоприемником и дном приемного пространства и выполненную с возможностью поглощения тепла, генерируемого токоприемником.

При этом теплоизолирующая часть может быть сформирована путем укладки множества элементов, включая различные материалы.

При этом внутри токоприемника может быть сформирована первая полость таким образом, что теплоизолирующая часть обращена в первую полость.

При этом нагреватель в сборе может дополнительно содержать датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с теплоизолирующей частью в первой полости.

При этом внутри теплоизолирующей части может быть образована вторая полость таким образом, что токоприемник обращен во вторую полость.

При этом нагреватель в сборе может дополнительно содержать датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с токоприемником во второй полости.

При этом теплоизолирующая часть может содержать отверстие, которое служит для сообщения со второй полостью с возможностью переноса текучей среды, и по меньшей мере часть токоприемника может быть вставлена во вторую полость через указанное отверстие.

При этом нагреватель в сборе может дополнительно содержать датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с частью токоприемника во второй полости.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, аэрозольгенерирующее устройство содержит нагреватель в сборе, блок питания, который подает питание на нагреватель в сборе, и контроллер, который управляет питанием, подаваемым на нагреватель в сборе.

[Принцип изобретения]

Что касается терминов, использованных для обозначения различных вариантов осуществления изобретения, общие термины, которые в настоящее время и широко используются, выбраны с учетом функций структурных элементов в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, значения терминов могут быть изменены в зависимости от цели, судебной прецедентности, появления новых технологий и т.п. При этом, в некоторых случаях может быть выбран термин, который не является общеупотребительным. В таком случае значение термина будет подробно раскрыто в соответствующей части описания настоящего изобретения. Следовательно, термины, используемые в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, должны определяться на основе значений терминов и формулировок, приводимых в данном документе.

Кроме того, если прямо не указано обратное, будет подразумеваться, что слово «содержать» и такие варианты, как «содержит» или «содержащий», означают включение указанных элементов, но не исключение любых других элементов. Кроме того, термины «контроллер», «датчик» и «модуль», описываемые в описании изобретения, означают блоки для выполнения по меньшей мере одной функции и операции и могут быть реализованы аппаратными компонентами или программными компонентами, а также их сочетаниями.

В контексте данного документа выражения, такие как «по меньшей мере, один из», когда бы ни предшествовали перечню элементов, варьируют перечень элементов в целом и не изменяют отдельные элементы перечня. Например, под выражением «по меньшей мере, один из a, b и с» следует понимать включение только а, только b, только с, а и b, а и с, b и с или a, b и с.

Термин «сигарета» может относиться к расходному изделию, которое может быть загружено в аэрозольгенерирующее устройство, чтобы служить в качестве мундштука для пользователя. Сигарета может иметь форму и конструкцию, аналогичные форме и конструкции традиционной сгораемой сигареты. Сигарета может содержать аэрозольгенерирующий материал, который генерирует аэрозоль при работе (например, нагревании) аэрозольгенерирующего устройства. В альтернативном варианте сигарета может не содержать аэрозольгенерирующий материал и доставляет аэрозоль, полученный из другого изделия (например, картриджа), установленного в аэрозольгенерирующем устройстве, в рот пользователя.

Термин «ниже по потоку» относится к направлению, в котором аэрозоль движется ко рту пользователя в изделии, генерирующем аэрозоль (например, сигарете), во время курения, а термин «выше по потоку» относится к его противоположному направлению. Термины «ниже по потоку» и «выше по потоку» могут использоваться для указания взаимного расположения компонентов аэрозольгенерирующего изделия. Например, часть сигареты, которая вложена в рот пользователя, соответствует концу сигареты ниже по потоку.

Здесь и далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения показаны таким образом, что любой из специалистов в данной области техники может легко осуществить настоящее изобретение. Тем не менее, изобретение может быть воплощено во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное изложенными в данном документе вариантами осуществления изобретения.

Здесь и далее будут подробно раскрыты варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

ФИГ. 1 представляет собой вид, иллюстрирующий аэрозольгенерирующее устройство, использующее способ индукционного нагрева.

Как показано на ФИГ. 1, аэрозольгенерирующее устройство 100 может включать токоприемник 110, приемное пространство 120, обмотку 130, блок 140 питания и контроллер 150. Тем не менее, аэрозольгенерирующее устройство 100 не ограничивается на этом и может также содержать компоненты общего назначения в дополнение к компонентам, показанным на ФИГ. 1.

Аэрозольгенерирующее устройство 100 может генерировать аэрозоль путем нагрева аэрозольгенерирующего изделия (200 на ФИГ. 2) с использованием способа индукционного нагрева. Способ индукционного нагрева может включать способ генерирования тепла из магнитного материала с использованием переменного магнитного поля.

Когда переменным магнитным полем воздействуют на магнитный материал, в магнитном материале может происходить потеря энергии из-за потерь на вихревые токи и потери на гистерезисе. Потерянная энергия может высвобождаться из магнитного материала в виде тепловой энергии. По мере того, как увеличивается амплитуда или частота переменного магнитного поля, воздействующего на магнитный материал, тепловая энергия, высвобожденная из магнитного материала, также увеличивается. Аэрозольгенерирующее устройство 100 может нагревать магнитное тело путем воздействия переменного магнитного поля на магнитное тело таким образом, чтобы аэрозольгенерирующее устройство 200 нагревалось магнитным телом.

Магнитный материал, который высвобождает тепло, подвергаясь внешнему магнитному полю, может представлять собой токоприемник. Токоприемник 110 может иметь форму детали, пластины, планки или т.д., чтобы быть расположенным в аэрозолльгенерирующем устройстве 100 вместо того, чтобы быть включенным в аэрозольгенерирующее изделие.

Токоприемник 110 может содержать металл или углерод. Токоприемник 110 может содержать по меньшей мере один из феррита, ферромагнитного сплава, нержавеющей стали и алюминия (Al). В альтернативном варианте токоприемник 110 может содержать, по меньшей мере, одно из керамики (такой как графит, молибден, карбид кремния, ниобий, никелевый сплав, металлическое покрытие, цирконий и т.п.), переходного металла (например, никеля (Ni) или кобальта (Со)) и неметалла (такого как бор (В) или фосфор (Р)).

Аэрозольгенерирующее устройство 100 может содержать приемное пространство 120 для размещения аэрозольгенерирующего изделия 200. Приемное пространство 120 может содержать отверстие, которое выходит на внешнюю часть приемного пространства 120 для размещения аэрозольгенерирующего изделия 200 в аэрозольгенерирующем устройстве 100. Аэрозольгенерирующее изделие 200 может быть размещено в аэрозольгенерирующем устройстве 100 в направлении от внешней части приемного пространства 120 к внутренней части приемного пространства 120 через отверстие приемного пространства 120.

Токоприемник 110 может быть расположен на дне приемного пространства 120. Аэрозольгенерирующее изделие 200 может проталкиваться в приемное пространство 120 таким образом, чтобы токоприемник 110 был вставлен в аэрозольгенерирующее изделие 200 (например, сигарету).

Аэрозольгенерирующее устройство 100 может содержать обмотку 130, которая воздействует переменным магнитным полем на токоприемник 110. Обмотка 130 может быть намотана вокруг приемного пространства 120 таким образом, чтобы обмотка 130 могла быть расположена вокруг токоприемника 110. Обмотка 102 может получать питание от аккумулятора 140.

Когда на обмотку 130 подают питание, внутри обмотки 130 может создаваться магнитное поле. Если переменным током воздействуют на обмотку 130, магнитное поле, образованное в обмотке 130, может периодически изменять направление. Когда токоприемник 110 подвергается воздействию переменного магнитного поля, образованного внутри обмотки 130, токоприемник 110 генерирует тепло, тем самым нагревая аэрозольгенерирующее изделие, размещенное в аэрозольгенерирующем устройстве 100.

Когда изменяется амплитуда или частота переменного магнитного поля, образованного обмоткой 130, может также изменяться температура токоприемника 110, который нагревает аэрозольгенерирующее изделие 200. Контроллер 150 может регулировать амплитуду или частоту переменного магнитного поля, образованного обмоткой 130, путем управления питанием, подаваемым на обмотку 130, и, таким образом, можно контролировать температуру токоприемника 110.

Например, обмотка 130 может иметь схему электромагнитной обмотки. Обмотка 130 может представлять собой электромагнитную обмотку, намотанную вокруг боковой поверхности приемного пространства 120. Аэрозольгенерирующее изделие 200 может быть размещено во внутреннем пространстве электромагнитной обмотки. Электромагнитная обмотка может содержать медь (Cu), но не ограничена на этом. Для обеспечения протекания большого тока при низком значении удельного сопротивления электромагнитная обмотка может содержать любой из серебра (Ag), золота (Au), алюминия (Al), вольфрама (W), цинка (Zn) и никеля (Ni), или сплав, содержащий, по меньшей мере, один из них.

ФИГ. 2 показывает пример аэрозольгенерирующего изделия.

Как показано на ФИГ. 2, аэрозольгенерирующее изделие 200 содержит табачный стержень 210 и фильтрующий стержень 220. ФИГ .2 показывает, что фильтрующий стержень 220 содержит один сегмент, но не ограничивается на этом. Другими словами, фильтрующий стержень 220 может содержать несколько сегментов. Например, фильтрующий стержень 220 может содержать первый сегмент, выполненный с возможностью охлаждать аэрозоль, и второй сегмент, выполненный с возможностью фильтровать некоторые компоненты, содержащиеся в аэрозоле. Кроме того, по мере необходимости фильтрующий стержень 220 может дополнительно содержать по меньшей мере один сегмент, выполненный с возможностью осуществлять другие функции.

Аэрозольгенерирующее изделие 200 может быть упаковано с помощью одной или нескольких оберток 240. Обертка 240 может иметь, по меньшей мере, одно отверстие, через которое может вводиться внешний воздух или может выпускаться внутренний воздух. Например, аэрозольгенерирующее изделие 200 может быть упаковано с помощью одной обертки 240. Другой пример, аэрозольгенерирующее изделие 200 может быть дважды упаковано с помощью двух и более оберток 240. В частности, табачный стержень 210 может быть обернут первой оберткой, а фильтрующий стержень 220 может быть обернут второй оберткой. Табачный стержень 210 и фильтрующий стержень 220, которые обернуты каждый в отдельности, могут быть соединены друг с другом, и объединенные стержни могут быть повторно обернуты третьей оберткой.

Табачный стержень 210 может содержать аэрозольгенерирующий материал. Например, аэрозольгенерирующий материал может содержать по меньшей мере один из глицерина, пропиленгликоля, этиленгликоля, дипропиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля и олеилового спирта, но не ограничиваясь этим. Кроме того, табачный стержень 210 может содержать другие добавки, в частности, вкусоароматические добавки, увлажняющие вещества и/или органическую кислоту. Также, табачный стержень 210 может содержать ароматизированную жидкость, такую как ментол или увлажнитель, которая впрыскивается в табачный стержень 210.

Табачный стержень 210 может быть изготовлен в различных формах. Например, табачный стержень 210 может быть сформирован в виде листа или пучка волокон. Кроме того, табачный стержень 210 может быть сформирован в виде трубочного табака, который образован из крошки, нарезанной из табачного полотна.

Также табачный стержень 210 может быть окружен теплопроводящим материалом. Например, теплопроводящий материал может представлять собой, но не ограничивается металлической фольгой, такой как алюминиевая фольга. Например, теплопроводный материал, окружающий табачный стержень 210, может равномерно распределять тепло, передаваемое табачному стержню 210, и, таким образом, теплопроводность применительно к табачному стержню 210 может быть увеличена, а вкус аэрозоля может быть улучшен.

Фильтрующий стержень 220 может содержать фильтр из ацетата целлюлозы. Фильтрующий стержень 220 может быть выполнен в различных формах. Например, фильтрующий стержень 220 может включать стержень цилиндрического типа или стержень трубчатого типа, имеющий полость внутри. В альтернативном варианте фильтрующий стержень 220 может также представлять собой стержень углубленного типа, содержащий полость. Если фильтрующий стержень 220 содержит множество сегментов, по меньшей мере, один из множества сегментов может иметь разную форму.

Фильтрующий стержень 220 может быть выполнен с возможностью генерировать вкусоароматические вещества. Например, ароматизирующая жидкость может быть введена в фильтрующий стержень 220, или дополнительное волокно, покрытое ароматизирующей жидкостью, может быть вставлено в фильтрующий стержень 220.

Кроме того, фильтрующий стержень 220 может содержать по меньшей мере одну капсулу 230. В данном случае капсула 230 может генерировать вкусоароматические вещества или аэрозоль. Например, капсула 230 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая вкусоароматическое вещество, обернута оболочкой. Например, капсула 230 может иметь сферическую или цилиндрическую форму, но не ограничивается на этом.

Если фильтрующий стержень 220 содержит сегмент, выполненный с возможностью охлаждать аэрозоль, охлаждающий сегмент может содержать полимерный материал или биоразлагаемый полимерный материал. Например, охлаждающий сегмент может содержать чистую полимолочную кислоту как таковую, но материал для формирования охлаждающего сегмента не ограничивается на этом. В некоторых вариантах осуществления изобретения охлаждающий сегмент может содержать фильтр из ацетата целлюлозы, содержащий множество отверстий. Тем не менее, охлаждающий сегмент не ограничивается вышеописанным примером и не ограничен при условии, что охлаждающий сегмент охлаждает аэрозоль.

ФИГ. 3 представляет собой вид, иллюстрирующий пример нагревателя в сборе и аэрозольгенерирующего изделия, вставленного в нагреватель в сборе, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 3, нагреватель 101 в сборе может содержать токоприемник 110, приемное пространство 120 и обмотку 130. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим, и другие элементы общего назначения могут быть дополнительно включены в нагреватель 101 в сборе.

По меньшей мере часть аэрозольгенерирующего изделия 200 может быть размещена в приемном пространстве 120. Токоприемник 110 может быть вставлен в аэрозольгенерирующее изделие 200, когда аэрозольгенерирующее изделие 200 размещено в приемном пространстве 120. Токоприемник 110 может иметь конструкцию, тянущуюся в продольном направлении, чтобы быть вставленным в аэрозольгенерирующее изделие 200.

Токоприемник 110 может быть размещен внутри приемного пространства 120 и генерировать тепло в зависимости от переменного магнитного поля, индуцированного обмоткой. Токоприемник 110 может быть размещен в центре приемного пространства 120, чтобы быть вставленным в центр аэрозольгенерирующего изделия 200. На ФИГ. 3 токоприемник 110 показан как одна деталь, но не ограничивается этим, и нагреватель 101 в сборе может содержать множество токоприемников 110, которые тянутся в продольном направлении, чтобы быть вставленными в аэрозольгенерирующее изделие 200, и располагаются параллельно друг другу.

В состоянии, в котором аэрозольгенерирующее изделие 200 полностью вставлено в нагреватель 101 в сборе (т.е. когда полностью вставлено в приемное пространство 120), дистальная концевая часть токоприемника 110 может быть помещена в стороне от границы между табачным стержнем 210 и фильтрующим стержнем 220 аэрозольгенерирующего изделия 200 на предварительно заданном расстоянии. Другими словами, дистальная концевая часть токоприемника 110 может быть расположена выше по потоку относительно границы между табачным стержнем 210 и фильтрующим стержнем 220. Ниже описаны детали расположения токоприемника 110 в аэрозольгенерирующем изделии 200.

Обмотка 130 может окружать, по меньшей мере, часть приемного пространства 120 и генерировать индуцированное магнитное поле. Обмотка 130 может быть намотана вокруг приемного пространства 120 вдоль продольного направления приемного пространства 120. Обмотка 130 может быть в положении, соответствующем токоприемнику 110. Обмотка 130 может протягиваться в продольном направлении, чтобы иметь длину, соответствующую токоприемнику 110, и быть в положении, соответствующем токоприемнику 110.

ФИГ. 4А, 4В и 4С представляют собой виды, показывающие изменение табачного стержня вокруг токоприемника в соответствии с течением времени.

Как показано на ФИГ. 4А, в первый момент времени, когда аэрозольгенерирующее изделие 200 вставлено, обмотка 130 и токоприемник 110 не работают, и поэтому табачный стержень 410 еще не нагрет, и внутри табачного стержня 410 нет изменений.

Как показано на ФИГ. 4В, токоприемник 110 генерирует тепло с помощью обмотки 130 во второй момент времени, когда с первого момента времени истекает первое время, и, таким образом, табачный стержень 410 может нагреваться токоприемником 110. В частности, измельченный табак 421, расположенный вокруг токоприемника 110, может сжиматься под действием тепла. Соответственно, плотность измельченного табака 421 вокруг токоприемника 110 может быть уменьшена (т.е. пористость табачного стержня 410 вокруг токоприемника 110 может быть увеличена).

Как показано на ФИГ. 4С, табачный стержень 410 дополнительно нагревается токоприемником 110 в третий момент времени, когда со второго момента времени истекает второе время. В результате, в третий момент времени тепло передается выше по потоку, так что измельченный табак, расположенный над токоприемником 110, также может сжиматься под воздействием тепла. В результате отверстия 431 для потока воздуха (т.е. пути потока воздуха), через которые беспрепятственно проходит воздух (и аэрозоль), могут быть сформированы от конца табачного стержня 410 выше по потоку до границы между табачным стержнем 410 и фильтрующим стержнем 220 (т.е. конца табачного стержня 410 ниже по потоку).

Здесь каждое из отверстий 431 для потока воздуха позволяет воздуху, введенному через табачный стержень 410, проходить через табачный стержень 410, чтобы поступать на фильтрующий стержень 220. Отверстия 431 для потока воздуха могут быть сформированы на расстоянии от поверхности токоприемника.

Если отверстия 431 для потока воздуха образуются слишком быстро, температура основного потока дыма, вводимого в фильтрующий стержень 220, быстро повышается. В данном документе термин «основной поток дыма» может относиться к смеси воздуха и аэрозоля, которая может подаваться к пользователю через аэрозольгенерирующее изделие. Учитывая ограниченную охлаждающую способность первого сегмента фильтрующего стержня 220, если температура основного потока дыма высока, существует высокая вероятность того, что генерируется аэрозоль, имеющий частицы меньшие, чем надлежащий размер. В этом случае существует проблема того, что степень распыления значительно уменьшается. Кроме того, основной поток дыма при высокой температуре увеличивает величину переноса вещества табака, в результате чего пользователь должен с большей вероятностью ощущать чрезмерно сильный вкус табака.

В связи с этим, согласно варианту осуществления изобретения, токоприемник 110 может быть разработан с учетом характеристик отверстий 431 для потока воздуха, таких как время образования, размер и так далее.

ФИГ. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий расположение токоприемника в аэрозольгенерирующем изделии.

Как показано на ФИГ. 5, когда токоприемник 110 вставлен в аэрозольгенерирующее изделие 200, дистальный конец токоприемника 110 может быть расположен дальше (т.е. выше по потоку) границы 510 между табачным стержнем 210 и фильтрующим стержнем 220.

Когда предварительно заданное расстояние d между дистальным концом токоприемника 110 и границей 510 устанавливается равным менее, чем 0,3 мм, эффект снижения температуры основного потока дыма может быть значительно снижен. С другой стороны, когда предварительно заданное расстояние d должно быть больше, чем 0,7 мм, трудно сформировать отверстия для потока воздуха в табачном стержне 210, и, следовательно, может не получаться желаемая степень распыления. Поэтому предварительно заданное расстояние d может составлять от 0,3 мм до 0,7 мм. Для того, чтобы обеспечить более постоянный вкус сигареты и более подходящую степень распыления в течение всего периода нагрева, предварительно заданное расстояние d может составлять от 0,4 мм до 0,6 мм. Например, предварительно заданное расстояние d может составлять 0,5 мм.

ФИГ. 6 иллюстрирует температуру основного потока дыма в соответствии с расположением токоприемника в нагревателе в сборе согласно варианту осуществления изобретения.

Более конкретно, ФИГ. 6 показывает первую температуру 610 основного потока дыма, измеренную в зоне расположения фильтрующего стержня 220, когда предварительно заданное расстояние d составляет меньше 0,3 мм, и вторую температуру 620 основного потока дыма, измеренную в зоне расположения фильтрующего стержня 220, когда предварительно заданное расстояние d равно 0,5 мм.

Общая продолжительность времени, показанного на ФИГ. 6, соответствует периоду нагрева, а графики первой и второй температур 610 и 620 на ФИГ. 6 отражают изменение температуры основного потока дыма со временем в период нагрева, в течение которого нагреватель 101 в сборе нагревает одно аэрозольгенерирующее изделие 200.

В течение всего периода нагрева ранняя стадия, например, первая половина периода нагрева, включающая точку старта нагрева, может соответствовать «ранней стадии нагрева», а остальная часть периода нагрева может соответствовать «поздней стадии нагрева».

Как показано на ФИГ. 6, в начале периода нагрева первая температура 610 выше, чем вторая температура 620. Из-за ограниченной охлаждающей способности фильтрующего стержня 220 первая температура 610 может уменьшать степень распыления. Кроме того, первая температура 610 увеличивает величину переноса вещества табака и, таким образом, пользователь может ощущать чрезмерно сильный вкус табака.

Кроме того, на поздней стадии нагрева первая температура 610 ниже, чем вторая температура 620. Поскольку первая температура 610 ниже, чем оптимальная температура для генерирования аэрозоля, степень распыления может быть значительно уменьшена на поздней стадии нагрева. Кроме того, большое количество вещества табака может быть израсходовано на ранней стадии нагрева, в результате чего вкус табака может быть значительно снижен на поздней стадии нагрева.

Другими словами, если предварительно заданное расстояние d устанавливается равным менее, чем 0,3 мм, ощущение курения может не быть непостоянным на протяжении всего периода нагрева. Напротив, если предварительно заданное расстояние d имеет значение 0,5 мм, может быть обеспечено постоянное ощущение курения на протяжении всего периода нагрева.

В электрическом нагревателе резистивного типа нагревания предшествующего уровня техники электрический провод сопротивления находится внутри нагревателя, чтобы нагреваться электричеством. Соответственно, температура части нагревателя, в которой располагается электрический провод сопротивления, может отличаться от температуры другой части нагревателя, в которой не располагается электрический провод сопротивления. В частности, в электрическом нагревателе резистивного типа нагревания, имеющем форму иглы, электрический провод сопротивления не может быть расположен в дистальной концевой части нагревателя из-за ее ограниченного внутреннего пространства. В результате температура дистальной концевой части нагревателя ниже, чем температуры других частей нагревателя.

Отверстия для потока воздуха, образованные дистальной концевой частью нагревателя, расположены в положении рядом с границей между табачным стержнем и фильтрующим стержнем и образуются относительно рано при нагревании по сравнению с отверстиями для потока воздуха, образованными другими частями нагревателя. Поэтому отверстия для потока воздуха, образованные дистальной концевой частью нагревателя, могут значительно влиять на степень распыления и вкус сигареты на ранней стадии нагрева. В электрическом нагревателе резистивного типа нагревания образование отверстий для потока воздуха вблизи дистального конца нагревателя может быть задержано на ранней стадии нагрева из-за описанной выше низкой температуры дистального конца нагревателя. В связи с этим в некоторых аэрозольгенерирующих устройствах нагреватель расположен, чтобы проходить через границу между табачным стержнем и фильтрующим стержнем таким образом, что отверстия для потока воздуха механически формируются, чтобы тянуться через границу между табачным стержнем и фильтрующим стержнем.

Напротив, нагреватель в сборе согласно варианту осуществления изобретения включает нагреватель, который равномерно нагревается индукционным нагревом, в результате чего температура дистальной концевой части токоприемника достаточно высока по сравнению с электрическим нагревателем резистивного типа нагревания. Поэтому, даже если дистальная концевая часть токоприемника размещена выше по потоку относительно границы между табачным стержнем и фильтрующим стержнем, отверстия для потока воздуха могут быть быстро сформированы на ранней стадии нагрева.

В этом случае число отверстий для потока воздуха может постепенно увеличиваться на протяжении всего периода нагрева за счет нагрева токоприемника, в результате чего могут быть обеспечены постоянная степень распыления и подходящий вкус сигареты на протяжении всего периода нагрева по сравнению со случаем, в котором отверстия для воздушного потока формируются механически.

Кроме того, в соответствии с предшествующим уровнем техники, в котором нагреватель контактирует с фильтрующим стержнем, пропускная способность фильтрующего стержня может быть снижена. Напротив, согласно варианту осуществления изобретения, токоприемник размещается только в табачном стержне, и поэтому структура фильтрующего стержня сохраняется без ухудшения пропускной способности фильтрующего стержня.

ФИГ. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий пример нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 7, токоприемник 110 может содержать цилиндрическую часть 112 основания и заостренную часть 113, образованную на одном конце части 112 основания. Конструкция токоприемника 110, показанная на ФИГ. 7, позволяет отверстиям для воздушного потока, образованным на границе между табачным стержнем и фильтрующим стержнем, постепенно расширяться, начиная с части, близкой к вершине заостренной части 113. Таким образом, заостренная часть 113 может предохранять вещество табака от быстрого расходования и может поддерживать равномерную подачу вещества табака на протяжении всего периода нагрева.

При этом токоприемник 110 может генерировать тепло, которое эквивалентно примерно от 270°С до примерно 350°С. Когда токоприемник 110 генерирует тепло ниже 270°С, достаточное количество вещества табака может не подаваться из-за низкой температуры, в результате чего вкус сигареты может оказаться неудовлетворительным. С другой стороны, если токоприемник 110 генерирует тепло выше 350°С, отверстия для воздушного потока образуются слишком быстро, в результате чего вещество табака может не поступать равномерно на протяжении всего периода нагрева. Кроме того, частицы аэрозоля могут стать меньше, по сравнению с надлежащим размером, из-за высокой температуры основного потока дыма. Для того, чтобы обеспечить более постоянный вкус сигареты и более постоянную степень распыления на протяжении всего периода нагрева, токоприемник 110 может сгенерировать тепло, которое эквивалентно примерно от 280°С до 320°С.

ФИГ. 8 представляет собой вид поперечного сечения нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 8, нагреватель 101 в сборе может содержать теплоизолирующую часть 170, которая соединена с токоприемником 110 и дном приемного пространства 120. Теплоизолирующая часть 170 может быть сформирована из материала, отличного от материала токоприемника 110.

Теплоизолирующая часть 170 может поглощать тепло, генерируемое токоприемником 110. Вся площадь токоприемника 110 равномерно генерирует тепло в соответствии с индуцированным магнитным полем, генерируемым обмоткой 130. Однако тепло нижней части токоприемника 110, соприкасающейся с дном приемного пространства 120, может не отводиться наружу, в результате чего температура нижней части токоприемника 110 может быстро повышаться. Поскольку температура определенной части токоприемника 110 быстро увеличивается, может быть проблема, когда вкус сигареты может быть непостоянным на протяжении всего периода нагрева. В этом отношении, согласно варианту осуществления изобретения, теплоизолирующая часть 170, содержащая материал, отличный от материала токоприемника 110, соединена с токоприемником 110 и дном приемного пространства 120 для поглощения тепла нижней части токоприемника 110. Соответственно, можно предотвратить быстрое повышение температуры определенной части токоприемника 110.

Например, теплоизолирующая часть 170 может содержать материал на основе оловянного сплава, имеющего более низкую теплопроводность, чем токоприемник 110, материал на неметаллической основе, такой как стекло или керамика, но не ограничивается на этом. Кроме того, теплоизолирующая часть 170 может содержать материал с более высокой удельной теплоемкостью, чем у токоприемника 110, или может иметь большую массу, чем у токоприемника 110, так что теплоизолирующая часть 170 имеет большую теплоемкость, чем токоприемник 110. По мере того, как увеличивается теплоемкость теплоизолирующей части 170, теплоизолирующая часть 170 может сохранять больше тепла, генерируемого токоприемником 110, тем самым предотвращая внезапное повышение температуры определенной части токоприемника 110.

Кроме того, когда теплоизолирующая часть 170 имеет большую теплоемкость, чем токоприемник 110, тепло, генерируемое с нижней стороны токоприемника 110, распространяется на теплоизолирующую часть 170, и теплоизолирующая часть 170 не нагревается до высокой температуры из-за большой теплоемкости. Таким образом, за счет уменьшения тепла, передаваемого блоку 140 питания и контроллеру 150, аэрозольгенерирующее устройство 100, содержащее нагреватель 101 в сборе согласно варианту осуществления изобретения, может предотвратить снижение производительности и увеличить срок их службы. Кроме того, можно предотвратить передачу тепла пользователю, который держит аэрозольгенерирующее устройство 100.

ФИГ. 9 представляет собой вид поперечного сечения нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 9, теплоизолирующая часть 170 может быть сформирована путем накладывания друг на друга множества элементов, содержащих различные материалы. Например, теплоизолирующая часть 170 может содержать первый элемент 171, имеющий поверхность, соприкасающуюся с токоприемником 110, и второй элемент 172, соприкасающийся с противоположной поверхностью первого элемента 171. Если теплопроводность первого элемента 171 ниже, чем теплопроводность второго элемента 172, теплоизолирующая часть 170 может более эффективно блокировать теплопередачу.

ФИГ. 9 показывает теплоизолирующую часть 170, содержащую два элемента, однако специалисты в данной области техники, к которой относится настоящий вариант осуществления изобретения, могут понять, что теплоизолирующая часть 170 может иметь конструкцию, в которой друг на друга наложены три или более элементов.

ФИГ. 10 показывает вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, а также график, показывающий пример распределения температур токоприемника и теплоизолирующей части.

Как показано на ФИГ. 10, внутри токоприемника 110 может быть сформирована первая полость 111 таким образом, что теплоизолирующая часть 170 обращена в первую полость 111. Первая полость 111 может служить для уменьшения площади контакта между токоприемником 110 и дном приемного пространства токоприемника 110, тем самым более эффективно предотвращая быстрое повышение температуры в нижней части токоприемника 110.

Кроме того, нагреватель 101 в сборе может дополнительно содержать датчик 180 температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с теплоизолирующей частью 170 в первой полости 111. То есть датчик 180 температуры может быть расположен в точке, где токоприемник 110 соприкасается с теплоизолирующей частью 170. Датчик 180 температуры может собирать температурные данные и передавать температурные данные на контроллер 150. Контроллер 150 может получать температурные данные и может индуцировать равномерный нагрев токоприемника 110, регулируя электропитание, подаваемое на обмотку 130.

На графике ФИГ. 10 начало координат может отображать такую поверхность теплоизолирующей части 170, которая не соприкасается с токоприемником 110. Ось х может отображать расстояние от такой поверхности теплоизолирующей части 170, которая не соприкасается с токоприемником 110. Ось у отображает температуру токоприемника 110 или теплоизолирующей части 170. Когда токоприемник 110 нагревается, тепло, сгенерированное токоприемником 110, может перемещаться в направлении, в котором значение координаты по оси х уменьшается.

Если теплоизолирующая часть 170 содержит материал с низкой теплопроводностью, повышение температуры теплоизолирующей части 170 может быть уменьшено. Соответственно, температура теплоизолирующей части 170 может снижаться по мере того, как уменьшается значение координаты по оси х от поверхности, соприкасающейся с токоприемником 110.

ФИГ. 11 показывает вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения и график, показывающий пример распределения температуры токоприемника и теплоизолирующей части.

Как показано на ФИГ. 11, вторая полость 173 может быть сформирована внутри теплоизолирующей части 170 таким образом, что токоприемник 110 обращен во вторую полость 173. Вторая полость 173 может позволить теплу, генерируемому токоприемником 110, отводиться во вторую полость 173, не будучи накопленным в нижней части токоприемника 110, в результате чего может быть предотвращено внезапное повышение температуры нижней части токоприемника 110.

Кроме того, площадь контакта между токоприемником 110 и теплоизолирующей частью 170 уменьшается за счет второй полости 173, в результате чего количество тепла, передаваемого теплоизолирующей части 170, может быть уменьшено. Начиная с точки на оси х, соответствующей области контакта между токоприемником 110 и второй полостью 173, температура теплоизолирующей части 170 может снижаться по мере того, как уменьшается значение координаты по оси х.

Нагреватель 101 в сборе может дополнительно содержать датчик 180 температуры, который соприкасается с токоприемником 110 во второй полости 173. То есть, датчик 180 температуры может быть расположен в точке, в которой токоприемник 110 соприкасается со второй полостью 173.

ФИГ. 12 иллюстрирует вид поперечного сечения токоприемника и теплоизолирующей части нагревателя в сборе в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения и график, показывающий пример распределения температур токоприемника и теплоизолирующей части.

Как показано на ФИГ. 12, теплоизолирующая часть 170 может содержать отверстие 174, для сообщения с возможностью переноса текучей среды со второй полостью 173, и по меньшей мере часть токоприемника 110 может быть вставлена во вторую полость 173 через отверстие 174. Вторая полость 173 функционирует таким образом, чтобы удерживать тепло, генерируемое токоприемником 110. То есть, по мере того, как тепло нижней части токоприемника 110 выделяется внутрь второй полости 173, аномальное повышение температуры нижней части токоприемника 110 может быть предотвращено, и тепло может быть задержано, чтобы быть переданным на другие части.

Как показано на ФИГ. 9 и 10, ось х определяет расстояние от конца выше по потоку (т.е. внешней поверхности) теплоизолирующей части 170, которая не соприкасается с токоприемником 110. Ось у определяет температуру токоприемника 110 или теплоизолирующей части 170. X1 обозначает точку, соответствующую внешней поверхности теплоизолирующей части 170, обращенной к аэрозольгенерирующему изделию, когда аэрозольгенерирующее изделие вставлено, а Х2 обозначает точку, соответствующую концу выше по потоку (т.е. дну) токоприемника 110, который помещен во вторую полость 173. ХЗ обозначает соответствие дну второй полости 173.

Участок, имеющий большее значение координаты по оси х, чем X1, содержит только токоприемник 110, а участок от X1 до Х2 содержит токоприемник 110 и теплоизолирующую часть 170. Когда уменьшается значение координаты по оси х от X1, в случае, когда токоприемник 110 соприкасается с теплоизолирующей частью 170, температуры токоприемника 110 и теплоизолирующей части 170 также могут уменьшаться. Температура участка между X1 и Х2 может быть выше, чем температура от Х2 и Х3 из-за тепла, выделяемого токоприемником 110, вставленным во вторую полость 173. От Х3 до конца выше по потоку (т.е. внешней поверхности) теплоизолирующей части 170 температура может уменьшаться по мере того, как уменьшается значение координаты по оси х.

Нагреватель 101 в сборе может дополнительно содержать датчик 180 температуры, который находится в контакте с токоприемником 110 во второй полости 173. То есть датчик 180 температуры может быть расположен в точке, где токоприемник 110 соприкасается с теплоизолирующей частью 170.

Специалисты в данной области, относящейся к настоящим вариантам осуществления изобретения, могут понимать, что могут делаться различные изменения в форме или деталях без отступления от объема и признаков вышеописанного. Раскрытые способы следует рассматривать лишь в описательном смысле, а не в целях ограничения. Объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения, а не вышеизложенным описанием, и все различия в пределах его эквивалентов следует рассматривать как включенные в настоящее изобретение.

Группа изобретений относится к нагревателю в сборе и генерирующему аэрозоль устройству, содержащему такой нагреватель. Нагреватель в сборе для размещения и нагревания аэрозольгенерирующего изделия, содержащего табачный стержень и фильтрующий стержень, содержит приемное пространство, в которое вставляется аэрозольгенерирующее изделие, обмотку, окружающую по меньшей мере часть приемного пространства и выполненную с возможностью генерировать индуцированное магнитное поле, токоприемник, расположенный в приемном пространстве и выполненный с возможностью генерировать тепло в зависимости от индуцированного магнитного поля, и теплоизолирующую часть, содержащую материал, отличный от токоприемника, соединенную с токоприемником и дном приемного пространства и выполненную с возможностью поглощения тепла, генерируемого токоприемником. В состоянии, в котором аэрозольгенерирующее изделие полностью вставлено в приемное пространство, дистальная концевая часть токоприемника располагается выше по потоку относительно границы между табачным стержнем и фильтрующим стержнем внутри аэрозольгенерирующего изделия. Обеспечивается предотвращение быстрого повышения температуры в нижней части токоприемника путем объединения теплоизолирующей части с токоприемником и нижней поверхностью приемного пространства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Нагреватель в сборе для размещения и нагревания аэрозольгенерирующего изделия, содержащего табачный стержень и фильтрующий стержень, нагреватель в сборе, содержащий приемное пространство, в которое вставляется аэрозольгенерирующее изделие, обмотку, окружающую по меньшей мере часть приемного пространства и выполненную с возможностью генерировать индуцированное магнитное поле, токоприемник, расположенный в приемном пространстве и выполненный с возможностью генерировать тепло в зависимости от индуцированного магнитного поля, и теплоизолирующую часть, содержащую материал, отличный от токоприемника, соединенную с токоприемником и дном приемного пространства и выполненную с возможностью поглощения тепла, генерируемого токоприемником, причем в состоянии, в котором аэрозольгенерирующее изделие полностью вставлено в приемное пространство, дистальная концевая часть токоприемника располагается выше по потоку относительно границы между табачным стержнем и фильтрующим стержнем внутри аэрозольгенерирующего изделия.

2. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором дистальная концевая часть токоприемника отстоит от границы на от 0,3 до 0,7 мм.

3. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором токоприемник содержит цилиндрическую часть основания и заостренную часть, образованную на одном конце цилиндрической части основания.

4. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором токоприемник генерирует тепло, которое эквивалентно от 270 до 350°С.

5. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором теплоизолирующая часть сформирована путем накладывания друг на друга множества элементов, содержащих различные материалы.

6. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором первая полость образована внутри токоприемника таким образом, что теплоизолирующая часть обращена в первую полость.

7. Нагреватель в сборе по п. 6, дополнительно содержащий датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с теплоизолирующей частью в первой полости.

8. Нагреватель в сборе по п. 1, в котором вторая полость образована внутри теплоизолирующей части таким образом, что токоприемник обращен во вторую полость.

9. Нагреватель в сборе по п. 8, дополнительно содержащий датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с токоприемником во второй полости.

10. Нагреватель в сборе по п. 8, в котором теплоизолирующая часть содержит отверстие, которое служит для сообщения со второй полостью с возможностью переноса текучей среды, и по меньшей мере часть токоприемника вставлена во вторую полость через указанное отверстие.

11. Нагреватель в сборе по п. 10, дополнительно содержащий датчик температуры, выполненный с возможностью соприкасаться с частью токоприемника во второй полости.

12. Аэрозольгенерирующее устройство, содержащее нагреватель в сборе по п. 1, блок питания, выполненный с возможностью подачи питания на нагреватель в сборе, и контроллер, выполненный с возможностью управления питанием, подаваемым на нагреватель в сборе.