НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СОДЕРЖАЩЕЕ EE УСТРОЙСТВО, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/46 

Область техники

Изобретение относится к нагревательной конструкции и к содержащему ее устройству, генерирующему аэрозоль.

Предшествующий уровень техники

Разрабатываются методики для нагревания объекта путем генерирования тепла. Например, тепло можно генерировать путем подачи электрической энергии на электрически резистивный элемент. В качестве другого примера тепло можно генерировать за счет электромагнитного взаимодействия между катушкой и токоприемником. Приведенное выше описание представляет собой информацию, полученную авторами изобретения в ходе разработки изобретения или уже имевшуюся в тот момент, и не обязательно является уровнем техники, публично известным до подачи настоящей заявки.

Описание изобретения

Технические задачи

Первый аспект изобретения может обеспечивать нагревательную конструкцию для генерирования тепла с использованием поверхностного плазмонного резонанса (ППР) и содержащее ее устройство, генерирующее аэрозоль.

Технические решения

Нагревательная конструкция содержит основу, содержащую первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, структуру поверхностного плазмонного резонанса (ППР), расположенную на первой поверхности, и отражающий слой, расположенный на второй поверхности.

Отражающий слой может быть сформирован из металлического материала.

Отражающий слой может иметь толщину более 0 нм и менее или равную примерно 15 нм.

Отражающий слой может по меньшей мере частично вступать в контакт со второй поверхностью.

Нагревательная конструкция может дополнительно содержать поглощающий слой, расположенный на отражающем слое.

Поглощающий слой может иметь коэффициент лучепоглощения, по существу близкий к 1.

Структура ППР может содержать первую металлическую призму для по меньшей мере частичного формирования области пустот на первой поверхности.

Структура ППР может дополнительно содержать вторую металлическую призму для формирования области пустот на первой поверхности вместе с первой металлической призмой, в которой первая металлическая призма и вторая металлическая призма могут быть смещены друг от друга по периметру области пустот.

Первая металлическая призма определяет весь периметр области пустот.

Область пустот может иметь диаметр в диапазоне от примерно 300 нм до примерно 600 нм.

Структура ППР может быть выполнена с возможностью резонировать со светом с длиной волны в диапазоне от примерно 380 нм до примерно 780 нм.

Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света и нагревательную конструкцию, выполненную с возможностью принимать свет от источника света, в котором нагревательная конструкция может содержать основу, содержащую первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, структуру поверхностного плазмонного резонанса (ППР), расположенную на первой поверхности, и отражающий слой, расположенный на второй поверхности.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать тепловизор, расположенный над отражающим слоем.

Расстояние между источником света и нагревательной конструкцией может быть более 0 см и менее или равно примерно 30 см.

Источник света может быть выполнен с возможностью формирования светового пятна размером примерно 1 мм или менее на нагревательной конструкции.

Эффекты

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения тепло может равномерно генерироваться из нагревательной конструкции за счет по существу одинакового уровня возбуждения свободных электронов. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, когда нагревательную конструкцию применяют для нагрева объекта(ов), объект можно нагревать локально, или можно нагревать по меньшей мере часть объекта(ов) из множества объектов. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения можно повысить индекс эффективности использования света нагревательной конструкции. Эффекты нагревательной конструкции и содержащего ее устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, могут не ограничиваться вышеупомянутыми эффектами; и другие не упомянутые эффекты могут быть несомненно поняты из нижеследующего описания специалистом в данной области.

Краткое описание чертежей

Вышеизложенные и другие аспекты, признаки и преимущества вариантов осуществления изобретения в описании станут очевидными из следующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи.

ФИГ. 1-3 представляют собой схемы, иллюстрирующие примеры изделия, генерирующего аэрозоль, вставленного в устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 4 и 5 представляют собой схемы, иллюстрирующие примеры изделия, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 6 представляет собой блок-схему устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 7 представляет собой вид в аксонометрии нагревательной конструкции согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 8 представляет собой увеличенное изображение части нагревательной конструкции согласно ФИГ. 7.

ФИГ. 9 представляет собой вид сверху части нагревательной конструкции согласно ФИГ. 8.

ФИГ. 10 представляет собой вид в поперечном разрезе нагревательной конструкции согласно ФИГ. 9, рассматриваемый вдоль линии 10-10.

ФИГ. 11 представляет собой вид сверху части нагревательной конструкции согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 12 представляет собой вид, схематично иллюстрирующий нагревательную конструкцию согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

ФИГ. 13 представляет собой график, иллюстрирующий сравнение повышений температур различных нагревательных конструкций в зависимости от мощности источника света.

ФИГ. 14 представляет собой график, иллюстрирующий сравнение повышений температур различных нагревательных конструкций в зависимости от мощности источника света.

ФИГ. 15 представляет собой схему устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Вариант осуществления изобретения

Термины, используемые в вариантах осуществления изобретения, выбирают из общих терминов, которые в настоящее время широко используются, с учетом их функции в изобретении. Тем не менее термины могут становиться другими в зависимости от задачи, специалиста в данной области, прецедента или появления новой технологии. Кроме того, в особых случаях термины произвольно выбираются заявителем изобретения, и значения этих терминов будут подробно раскрыты в соответствующей части подробного описания. Поэтому термины, используемые в описании, являются не просто определениями терминов, но термины определяются на основании значения терминов и содержания по всему объему описания изобретения.

Следует понимать, что, когда определенная часть «содержит» определенный компонент, часть не исключает другой компонент, но может дополнительно содержать другой компонент, если контекст явно не указывает иное. Кроме того, такие термины, как «блок», «модуль» и т.п., которые используют в описании, могут относиться к части для обработки по меньшей мере одной функции или операции и могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения или комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения.

Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно раскрыты со ссылкой на сопроводительные чертежи так, что варианты осуществления изобретения могут быть легко реализованы специалистом в области техники, к которой относится изобретение. Тем не менее настоящее изобретение может быть реализовано в нескольких различных формах и не ограничивается описываемыми здесь вариантами осуществления изобретения.

Далее будут подробно раскрыты варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.

ФИГ. 1-3 представляют собой схемы примеры изделия, генерирующего аэрозоль, вставленного в устройство, генерирующее аэрозоль.

На ФИГ. 1 можно видеть, что устройство 1, генерирующее аэрозоль, может содержать аккумулятор 11, контроллер 12 и нагреватель 13. На ФИГ. 2 и 3 можно видеть, что устройство 1, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать испаритель 14. Кроме того, изделие 2, генерирующее аэрозоль, (например, сигарета) может быть вставлено во внутреннее пространство устройства 1, генерирующего аэрозоль.

Устройство 1, генерирующее аэрозоль, изображенное на ФИГ. 1-3, может содержать компоненты, относящиеся к описанному в настоящем документе варианту осуществления изобретения. Таким образом, специалисту в области техники, к которой относится изобретение, следует понимать, что устройство 1, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать другие компоненты общего назначения в дополнение к компонентам, изображенным на ФИГ. 1-3.

Кроме того, хотя на ФИГ. 2 и 3 показано, что нагреватель 13 включен в устройство 1, генерирующее аэрозоль, при необходимости нагреватель 13 может отсутствовать.

ФИГ. 1 изображает линейное расположение аккумулятора 11, контроллера 12 и нагревателя 13. ФИГ. 2 изображает линейное расположение аккумулятора 11, контроллера 12, испарителя 14 и нагревателя 13. ФИГ. 3 изображает параллельное расположение испарителя 14 и нагревателя 13. Тем не менее внутренняя конструкция устройства 1, генерирующего аэрозоль, не ограничена той, которая изображена на ФИГ. 1-3. То есть расположение аккумулятора 11, контроллера 12, нагревателя 13 и испарителя 14 может быть изменено в зависимости от конструкции устройства 1, генерирующего аэрозоль.

Когда изделие 2, генерирующее аэрозоль, вставлено в устройство 1, генерирующее аэрозоль, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может приводить в действие нагреватель 13 и/или испаритель 14 для генерирования аэрозоля. Аэрозоль, сгенерированный нагревателем 13 и/или испарителем 14, может проходить через изделие 2, генерирующее аэрозоль, к пользователю.

Даже если изделие 2, генерирующее аэрозоль, не вставлено в устройство 1, генерирующее аэрозоль, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может нагревать нагреватель 13 при необходимости.

Аккумулятор 11 может подавать питание, используемое для работы устройства 1, генерирующего аэрозоль. Например, аккумулятор 11 может подавать питание для нагревания нагревателя 13 или испарителя 14 и может подавать питание, требуемое для работы контроллера 12. Кроме того, аккумулятор 11 может подавать питание, требуемое для работы дисплея, датчика, мотора или т.п., установленных в устройстве 1, генерирующем аэрозоль.

Контроллер 12 может управлять работой устройства 1, генерирующего аэрозоль, в целом. В частности, контроллер 12 может управлять соответствующими операциями других компонентов, включенных в устройство 1, генерирующее аэрозоль, в дополнение к аккумулятору 11, нагревателю 13 и испарителю 14. Дополнительно контроллер 12 может проверять состояние каждого компонента устройства 1, генерирующего аэрозоль, чтобы определить, находится ли устройство 1, генерирующее аэрозоль, в работоспособном состоянии.

Контроллер 12 может содержать по меньшей мере один процессор. По меньшей мере один процессор может быть реализован как массив из множества логических элементов или может быть реализован как комбинация микропроцессора общего назначения и памяти, в которой хранится программа, исполняемая микропроцессором. Кроме того, специалистам в области техники, к которой относится изобретение, следует понимать, что по меньшей мере один процессор может быть реализован в других типах аппаратных средств.

Нагреватель 13 может нагреваться питанием, подаваемым аккумулятором 11. Например, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставляют в устройство 1, генерирующее аэрозоль, нагреватель 13 может располагается снаружи изделия, генерирующего аэрозоль. Таким образом, нагретый нагреватель 13 может повышать температуру материала, генерирующего аэрозоль, в изделии, генерирующем аэрозоль.

Нагреватель 13 может представлять собой электрически резистивный нагреватель. Например, нагреватель 13 может содержать электропроводящую дорожку, и нагреватель 13 может нагреваться при прохождении тока по электропроводящей дорожке. Тем не менее нагреватель 13 не ограничивается приведенным выше примером, и любой пример нагрева нагревателя 13 до необходимой температуры может быть применим без ограничений. В данном случае требуемая температура может быть предварительно задана в устройстве 1, генерирующем аэрозоль, или может быть установлена пользователем.

В другом примере нагреватель 13 может представлять собой индукционный нагреватель. В частности, нагреватель 13 может содержать электропроводящую катушку для нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, в способе индукционного нагрева, и изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать токоприемник, нагреваемый индукционным нагревателем.

Например, нагреватель 13 может содержать трубчатый нагревательный элемент, нагревательный элемент пластинчатой формы, нагревательный элемент игольчатой формы или стержневой нагревательный элемент и может нагревать внутреннюю и/или внешнюю часть изделия 2, генерирующего аэрозоль, в зависимости от формы нагревательного элемента.

Кроме того, нагреватель 13 может быть обеспечен в виде множество нагревателей в устройстве 1, генерирующем аэрозоль. В этом случае множество нагревателей 13 может быть вставлено в изделие 2, генерирующее аэрозоль, или расположено снаружи изделия 2, генерирующего аэрозоль. Кроме того, некоторые из множества нагревателей 13 могут быть расположены, чтобы быть вставленными в изделие 2, генерирующее аэрозоль, а остальные могут быть расположены снаружи изделия 2, генерирующего аэрозоль. Тем не менее форма нагревателя 13 не ограничивается той, которая показана на ФИГ. 1-3, но может быть обеспечена в различных формах.

Испаритель 14 может нагревать жидкую композицию для генерирования аэрозоля, и сгенерированный аэрозоль может поступать к пользователю через изделие 2, генерирующее аэрозоль. То есть аэрозоль, генерируемый испарителем 14, может двигаться по каналу потока воздуха устройства 1, генерирующего аэрозоль, и канал потока воздуха может формироваться таким образом, чтобы аэрозоль, генерируемый испарителем 14, мог поступать к пользователю через изделие, генерирующее аэрозоль.

Например, испаритель 14 может содержать хранилище жидкости (например, резервуар), средство для перемещения жидкости и нагревательный элемент. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Например, хранилище жидкости, средства перемещения жидкости и нагревательный элемент могут быть вставлены в качестве независимых модулей в устройство 1, генерирующее аэрозоль.

Хранилище жидкости может хранить жидкую композицию. Например, жидкая композиция может представлять собой жидкость, содержащую материал, включающий табак с летучим ингредиентом ароматизатора для табачных изделий, или жидкость, содержащую нетабачный материал. Хранилище жидкости может быть изготовлено, чтобы быть съемным и открепляться от испарителя 14 или крепиться к нему, или может быть изготовлено в виде формы, составляющей единое целое с испарителем 14.

Например, жидкая композиция может содержать воду, растворитель, этанол, растительный экстракт, ароматизатор, вкусо-ароматическое вещество или смесь витаминов. Ароматизатор может включать, например, ментол, перечную мяту, масло мяты кудрявой, различные фруктовые вкусо-ароматические добавки и т.п. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Вкусо-ароматическое вещество может содержать ингредиенты, которые обеспечивают пользователя многообразием вкусов и ароматов. Смесь витаминов может представлять собой смесь витамина A и/или витамина B и/или витамина С и/или витамина E. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Жидкая композиция может также содержать аэрозоль образующее вещество, такое как глицерин и пропиленгликоль.

Средство для перемещения жидкости может перемещать жидкую композицию в хранилище жидкости к нагревательной конструкции. Например, средство для перемещения жидкости может представлять собой фитиль, такой как хлопковое волокно, керамическое волокно, стекловолокно или пористую керамику. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Нагревательный элемент может представлять собой элемент, выполненный с возможностью нагрева жидкой композиции, перемещаемой средством для перемещения жидкости. Нагревательный элемент может представлять собой, например, металлическую нагревательную проволоку, металлическую нагревательную пластину, керамический нагреватель или т.п. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, нагревательный элемент может включать токопроводящую нить, такую как нихромовая проволока, и может быть расположен в конструкции, обвитой вокруг средства для перемещения жидкости. Нагревательный элемент может нагреваться при подаче тока и может передавать тепло жидкой композиции, находящейся в контакте с нагревательным элементом и таким образом может нагревать жидкую композицию. В результате может быть сгенерирован аэрозоль.

Например, испаритель 14 может также называться картомайзером или атомайзером. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

При этом устройство 1, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать компоненты общего назначения в дополнение к аккумулятору 11, контроллеру 12, нагревателю 13 и испарителю 14. Например, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей, который способен выводить визуальную информацию, и/или механизм, который выводит тактильную информацию. Кроме того, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере один датчик (например, датчик затяжки, датчик температуры, датчик обнаружения вставления для изделия, генерирующего аэрозоль, и т.п.). Кроме того, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может быть изготовлено, чтобы иметь конструкцию, позволяющую вводить наружный воздух или вытекать внутреннему газу даже в то время, когда вставлено изделие 2, генерирующее аэрозоль.

Хотя и не показано на ФИГ. 1-3, устройство 1, генерирующее аэрозоль, может образовывать систему вместе с подставкой для подзарядки. Например, подставку для подзарядки можно использовать для заряда аккумулятора 11 устройства 1, генерирующего аэрозоля. Альтернативно подставку для подзарядки можно использовать для нагрева нагревателя 13, при этом подставка для зарядки и устройство 1, генерирующее аэрозоль, могут быть соединены.

Изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть подобно обычной сгораемой сигарете. Например, изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть разделено на первую часть, содержащую материал, генерирующий аэрозоль, и вторую часть, содержащую фильтр и т.п. Альтернативно вторая часть изделия 2, генерирующего аэрозоль, также может содержать материал, генерирующий аэрозоль. Например, материал, генерирующий аэрозоль, в форме гранул или капсул может быть вставлен во вторую часть.

Первая часть может быть полностью вставлена в устройство 1, генерирующее аэрозоль, а вторая часть может выходить наружу. Альтернативно только первая часть может быть частично вставлена в устройство 1, генерирующее аэрозоль, или первая часть может быть полностью в устройстве 1, генерирующем аэрозоль, а вторая часть может быть частично вставлена в устройство 1, генерирующее аэрозоль. Пользователь может вдыхать аэрозоль через вторую часть во его ротовой полости. В этом случае аэрозоль может генерироваться по мере того, как наружный воздух проходит через первую часть, и сгенерированный аэрозоль может поступать в рот пользователя через вторую часть.

Например, наружный воздух можно вводить через, по меньшей мере, один воздушный канал, сформированный в устройстве 1, генерирующем аэрозоль. Например, открытие или закрытие и/или размер воздушного канала, сформированного в устройстве 1, генерирующем аэрозоль, может регулироваться пользователем. Соответственно, степень распыления, ощущение от курения или т.п. может регулироваться пользователем. В другом примере наружный воздух может быть введен внутрь изделия 2, генерирующего аэрозоль, через по меньшей мере одно отверстие, выполненное на поверхности изделия 2, генерирующего аэрозоль.

Далее примеры изделия 2, генерирующего аэрозоль, будут описаны со ссылкой на ФИГ. 4 и 5.

ФИГ. 4 и 5 представляют собой схемы, изображающие примеры изделия, генерирующего аэрозоль.

Как показано на ФИГ. 4, изделие 2, генерирующее аэрозоль, может содержать табачный стержень 21 и фильтрующий стержень 22. Первая часть и вторая часть, описанные выше со ссылкой на ФИГ. 1-3, могут содержать табачный стержень 21 и фильтрующий стержень 22, соответственно.

Хотя фильтрующий стержень 22 показан на ФИГ. 4 как имеющий один сегмент, варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. То есть альтернативно фильтрующий стержень 22 может содержать множество сегментов. Например, фильтрующий стержень 22 может содержать сегмент, который охлаждает аэрозоль, и сегмент, который фильтрует предварительно заданный ингредиент, содержащийся в аэрозоле. Кроме того, при необходимости фильтрующий стержень 22 может дополнительно содержать по меньшей мере один сегмент, который выполняет другие функции.

Диаметр изделия 2, генерирующего аэрозоль, может составлять от 5 мм до 9 мм, а его длина может составлять примерно 48 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Например, длина табачного стержня 21 может составлять примерно 12 мм, длина первого сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 10 мм, длина второго сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 14 мм, а длина третьего сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 12 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть обернуто по меньшей мере одной оберткой 24. Обертка 24 может иметь по меньшей мере одно отверстие, через которое вводится наружный воздух или вытекает внутренний газ. Например, изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть обернуто одной оберткой 24. В другом примере изделие 2, генерирующее аэрозоль, может быть обернуто двумя и более обертками 24 внахлест. Например, табачный стержень 21 может быть обернут в первую обертку 241, а фильтрующий стержень 22 может быть обернут в обертки 242, 243 и 244. Кроме того, изделие 2, генерирующее аэрозоль, в целом может быть еще обернуто одной оберткой 245. Например, если фильтрующий стержень 22 содержит множество сегментов, множество сегментов может быть обернуто обертками 242, 243 и 244, соответственно.

Первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут быть сформированы из обычной фицеллы. Например, первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут представлять собой пористую оберточную бумагу или непористую оберточную бумагу. Кроме того, первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут быть выполнены из жиронепроницаемой бумаги и/или алюминиевого ламинированного оберточного материала.

Третья обертка 243 может быть сформирована из жесткой оберточной бумаги. Например, основной вес бумаги третьей обертки 243 может быть в диапазоне от 88 г/м² до 96 г/м² и может быть, желательно, в диапазоне от 90 г/м² до 94 г/м². Кроме того, толщина третьей обертки 243 может быть в диапазоне от 120 до 130 мкм и, желательно, может быть примерно 125 мкм.

Четвертая обертка 244 может быть сформирована из жиронепроницаемой жесткой оберточной бумаги. Например, основной вес бумаги четвертой обертки 244 может быть в диапазоне от 88 г/м² до 96 г/м² и, желательно, может быть в диапазоне от 90 г/м² до 94 г/м². Кроме того, толщина четвертой обертки 244 может быть в диапазоне от 120 до 130 мкм, может быть, желательно, примерно 125 мкм.

Пятая обертка 245 может быть сформирована из стерильной бумаги (например, MFW). В данном случае под стерильной бумагой (например, MFW) может подразумеваться бумага, специально подготовленная таким образом, чтобы она повышала прочность на разрыв, водостойкость, гладкость и т.п. по сравнению с обычной бумагой. Например, основной вес бумаги пятой обертки 245 может находиться в диапазоне от 57 г/м² до 63 г/м² и, желательно, может составлять 60 г/м². Кроме того, толщина пятой обертки 245 может быть в диапазоне от 64 мкм до 70 мкм и, желательно, может составлять примерно 67 мкм.

Пятая обертка 245 может иметь предварительно заданный материал, добавленный к ней с внутренней стороны. Материал может представлять собой, например, силикон. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Силикон может обладать такими свойствами, как, например, теплостойкость, которая характеризуется меньшим изменением под влиянием температуры, стойкость к окислению, которая означает противоокислительную устойчивость, стойкость к различным химическим веществам, водоонепроницаемость по отношению к воде или электрическую изоляцию. Тем не менее силикон не обязательно может использоваться, но любой материал, обладающий такими свойствами, описанными выше, может применяться (или использоваться для покрытия) в пятой обертке 245 без ограничений.

Пятая обертка 245 может предохранять изделие 2, генерирующее аэрозоль, от возгорания. Например, когда табачный стержень 21 нагревают нагревателем 13, может быть вероятность, что изделие 2, генерирующее аэрозоль, возгорается. В частности, когда температура возрастает выше температуры воспламенения любого из материалов, включенных в табачный стержень 21, изделие 2, генерирующее аэрозоль, может загореться. Даже в этом случае еще существует возможность предохранить изделие 2, генерирующее аэрозоль, от возгорания, поскольку пятая обертка 245 содержит негорючий материал.

Кроме того, пятая обертка 245 может предохранять устройство, генерирующее аэрозоль (например, мундштук) от загрязнения веществами, образующимися в изделии 2, генерирующем аэрозоль. Жидкие вещества могут образовываться в изделии 2, генерирующем аэрозоль, когда пользователь делает затяжку. Например, по мере того, как аэрозоль, генерируемый в изделии 2, генерирующем аэрозоль, охлаждается наружным воздухом, могут образовываться такие жидкие вещества (например, вода и т.п.). По мере того, как изделие 2, генерирующее аэрозоль, обернуто пятой оберткой 245, жидкие вещества, образующиеся внутри изделия 2, генерирующего аэрозоль можно предохранить от вытекания из изделия 2, генерирующего аэрозоль.

Табачный стержень 21 может содержать материал, генерирующий аэрозоль. Например, материал, генерирующий аэрозоль, может содержать глицерин и/или пропиленгликоль и/или этиленгликоль и/или дипропиленгликоль и/или диэтиленгликоль и/или триэтиленгликоль и/или тетраэтиленгликоль и/или олеиловый спирт. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, табачный стержень 21 может содержать другие добавки, такие, например, как вкусо-ароматическое вещество, смачивающее вещество и/или органическая кислота. Кроме того, табачный стержень 21 может содержать вкусо-ароматическую жидкость, такую как ментол или увлажнитель, которую в распыленном виде добавляют в табачный стержень 21.

Табачный стержень 21 может быть изготовлен в различных формах. Например, табачный стержень 21 может быть сформирован в виде листа или пучка. Альтернативно табачный стержень 21 может быть сформирован из табачных листьев, мелко нарезанных из гомогенизированного табака. Кроме того, табачный стержень 21 может быть обернут теплопроводным материалом. Например, теплопроводный материал может представлять собой металлическую фольгу, такую, как алюминиевая фольга. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Например, теплопроводный материал, обертывающий табачный стержень 21, может равномерно распределять тепло, передаваемое табачному стержню 21, чтобы увеличить проводимость тепла, применяемого к табачному стержню 21 и, тем самым, улучшая вкус табака. Кроме того, теплопроводный материал, обертывающий табачный стержень 21, может служить в качестве токоприемника, нагреваемого индукционным нагревателем. В этом случае, хотя не проиллюстрировано, табачный стержень 21 может также содержать дополнительный токоприемник наряду с теплопроводным материалом, обертывающим его снаружи.

Фильтрующий стержень 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Тем не менее нет ограничений в отношении формы фильтрующего стержня 22. Например, фильтрующий стержень 22 может быть цилиндрическим стержнем или трубчатым стержнем, включающим полость в нем. Кроме того, фильтрующий стержень 22 может представлять собой стержень типа с выемкой. Например, если фильтрующий стержень 22 содержит несколько сегментов, по меньшей мере один из сегментов может производиться с разной формой.

Первый сегмент фильтрующего стержня 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Например, первый сегмент может представлять собой трубчатую конструкцию, содержащую полость в ней. Первый сегмент может предохранять внутренние материалы табачного стержня 21 от выталкивания назад, когда нагреватель 13 вставляют в табачный стержень 21, и может охлаждать аэрозоль. Желательный диаметр полости, включенной в первый сегмент, может быть принята из диапазона от 2 мм до 4,5 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Желательная длина первого сегмента может быть принята из диапазона от 4 до 30 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Желательно, длина второго сегмента может составлять 10 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Первый сегмент может иметь твердость, которая регулируется посредством регулировки содержания пластификатора в процессе изготовления первого сегмента. Кроме того, первый сегмент может быть изготовлен путем вставления в него (например, в полость) конструкции, такой как пленка или трубка из того же или другого материала.

Второй сегмент фильтрующего стержня 22 может охлаждать аэрозоль, генерируемый по мере того, как нагреватель 13, нагревает табачный стержень 21. Таким образом, пользователь может вдыхать аэрозоль, охлажденный до подходящей температуры.

Длина или диаметр второго сегмента может определяться по-разному, в зависимости от формы изделия 2, генерирующего аэрозоль. Например, желательная длина второго сегмента может быть принята из диапазона от 7 до 20 мм. Желательно, длина второго сегмента может составлять примерно 14 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Второй сегмент может быть изготовлен путем сплетения полимерного волокна. В этом случае вкусо-ароматическая жидкость может наноситься на волокно, изготовленное из полимера. В другом примере второй сегмент может быть изготовлен путем сплетения вместе отдельного волокна, на которое нанесена вкусо-ароматическая жидкость, и волокна, сформированного из полимера. В качестве еще одного примера второй сегмент может быть сформирован с помощью гофрированного полимерного листа.

Например, полимер может быть приготовлен с помощью материала, выбранного из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полимолочной кислоты (ПЛА), ацетата целлюлозы (ЦА) и алюминиевой фольги.

Так как второй сегмент сформирован с помощью сплетенного полимерного волокна или гофрированного полимерного листа, то второй сегмент может содержать одиночный канал или множество каналов, тянущихся в продольном направлении. Канал, используемый здесь, может означать путь, по которому проходит газ (например, воздух или аэрозоль).

Например, второй сегмент, сформированный из гофрированного полимерного листа, может быть сформирован из материала с толщиной между примерно от 5 мкм и 300 мкм, например, между примерно 10 мкм и 250 мкм. Кроме того, общая площадь поверхности второго сегмента может быть между примерно 300 мм²/мм и 1000 мм²/мм. Кроме того, элемент охлаждения аэрозоля может быть сформирован из материала с удельной площадью поверхности между примерно 10 мм²/мг и примерно 100 мм²/мг.

При этом второй сегмент может содержать нить, содержащую летучий ароматический ингредиент. Летучий ароматический ингредиент может представлять собой ментол. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Например, нить может быть заполнена достаточным количеством ментола, чтобы обеспечить по меньшей мере 1,5 мг. ментола во втором сегменте.

Третий сегмент фильтрующего стержня 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Желательная длина третьего сегмента может быть принята из диапазона от 4 мм до 20 мм. Например, длина третьего сегмента может быть примерно 12 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Третий сегмент может быть изготовлен таким образом, что ароматизатор генерируется путем распыления вкусо-ароматизирующей жидкости на третий сегмент в процессе изготовления третьего сегмента. Альтернативно в третий сегмент может быть вставлено отдельное волокно, на которое нанесена вкусо-ароматическая жидкость. Аэрозоль, генерируемый в табачном стержне 21, может охлаждаться по мере того, как он проходит через второй сегмент фильтрующего стержня 22, и охлажденный аэрозоль может проходить к пользователю через третий сегмент. Соответственно, когда в третий сегмент добавляют компонент ароматизатора, вкус и аромат, передаваемый пользователю, может сохраняться гораздо дольше.

Кроме того, фильтрующий стержень 22 может содержать по меньшей мере одну капсулу 23. В данном случае капсула 23 может выполнять функцию генерирования вкуса и аромата или аэрозоля. Например, капсула 23 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая ароматическое вещество, обернута пленкой. Капсула 23 может иметь сферическую или цилиндрическую форму. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Как показано на ФИГ. 5, изделие 3, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать заглушку 33 переднего конца. Заглушка 33 переднего конца может быть расположена с одной стороны табачного стержня 31, противоположной к фильтрующему стержню 32. Заглушка 33 переднего конца может предохранять табачный стержень 31 от выскальзывания наружу и может также предохранять сжиженный аэрозоль в табачном стержне 31 во время курения от пролития внутрь устройства, генерирующего аэрозоль (например, устройство 1, генерирующее аэрозоль, на ФИГ. 1-3).

Фильтрующий стержень 32 может содержать первый сегмент 321 и второй сегмент 322. Здесь первый сегмент 321 может соответствовать первому сегменту фильтрующего стержня 22 на ФИГ. 4, а второй сегмент 322 может соответствовать третьему сегменту фильтрующего стержня 22 на ФИГ. 4.

Диаметр и общая длина изделия 3, генерирующего аэрозоль, могут соответствовать диаметру и общей длине изделия 2, генерирующего аэрозоль, на ФИГ. 4. Например, длина заглушки 33 переднего конца может составлять примерно 7 мм, длина табачного стержня 31 может составлять примерно 15 мм, длина первого сегмента 321 может составлять примерно 12 мм, а длина второго сегмента 322 может составлять примерно 14 мм. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Изделие 3, генерирующее аэрозоль, может быть обернуто по меньшей мере одной оберткой 35. Обертка 35 может иметь по меньшей мере одно отверстие, через которое наружный воздух течет внутрь или внутренний газ течет наружу. Например, заглушка 33 переднего конца может быть обернута первой оберткой 351, табачный стержень 31 может быть обернута второй оберткой 352, первый сегмент 321 может быть обернут третьей оберткой 353, а второй сегмент 322 может быть обернут четвертой оберткой 354. Кроме того, изделие 3, генерирующее аэрозоль, в целом может быть обернуто еще раз пятой оберткой 355.

Кроме того, в пятой обертке 355 может быть сформирована по меньшей мере одна перфорация 36. Например, перфорация 36 может быть сформирована в области, окружающей табачный стержень 31. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Перфорация 36 может выполнять функцию передачи тепла, генерируемого нагревателем 13, показанным на ФИГ. 2 и 3, внутрь табачного стержня 31.

Кроме того, второй сегмент 322 может содержать по меньшей мере одну капсулу 34. В данном случае капсула 34 может выполнять функцию генерирования вкуса и аромата или функцию генерирования аэрозоля. Например, капсула 34 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая ароматизатор, обернута пленкой. Капсула 34 может иметь сферическую или цилиндрическую форму. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Первая обертка 351 может представлять собой комбинацию обычной фицеллы и металлической фольги, такой как алюминиевая фольга. Например, общая толщина первой обертки 351 может быть в диапазоне от 45 мкм до 55 мкм и может быть, желательно, примерно 50,3 мкм. Кроме того, толщина металлической фольги первой обертки 351 может быть в диапазоне от 6 мкм до 7 мкм и может быть, желательно, 6,3 мкм. Кроме того, основной вес бумаги первой обертки 351 может быть в диапазоне от 50 г/м² до 55 г/м² и, желательно, может составлять 53 г/м².

Вторая обертка 352 и третья обертка 353 могут быть сформированы обычной фицеллой. Например, вторая обертка 352 и третья обертка 353 могут представлять собой пористую оберточную бумагу или непористую оберточную бумагу.

Например, пористость второй обертки 352 может составлять 35000 CU (условных единиц). Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, толщина второй обертки 352 может быть в диапазоне от 70 мкм до 80 мкм и, желательно, может быть примерно 78 мкм. Кроме того, основной вес бумаги второй обертки 352 может быть в диапазоне от 20 до 25 г/м² и может быть, желательно, 23,5 г/м².

Например, пористость третьей обертки 353 может составлять 24000 CU. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, толщина третьей обертки 353 может быть в диапазоне от 60 до 70 мкм и может быть, желательно, примерно 68 мкм. Кроме того, основной вес бумаги третьей обертки 353 может быть в диапазоне от 20 г/м² до 25 г/м² и, желательно, может быть 21 г/м².

Четвертая обертка 354 может быть сформирована из ламинированной полимолочной кислотой (PLA) бумаги. В данном случае ламинированная PLA бумага может означать трехслойную бумагу, содержащую бумажный слой, слой PLA и бумажный слой. Например, толщина четвертой обертки 354 может быть в диапазоне от 100 мкм до 120 мкм и, желательно, может составлять примерно 110 мкм. Кроме того, основной вес четвертой обертки 354 может быть в диапазоне от 80 г/м² до 100 г/м² и, предпочтительно, 88 г/м².

Пятая обертка 355 может быть сформирована из стерильной бумаги (например, MFW). Здесь стерильная бумага (например, MFW) может означать бумагу, специально приготовленную таким образом, чтобы она имела повышенную прочность на разрыв, водостойкость, гладкости и т.п. по сравнению с обычной бумагой. Например, основной вес пятой обертки 355 может быть в диапазоне от 57 г/м² до 63 г/м² и, желательно, может составлять примерно 60 г/м². Кроме того, толщина пятой обертки 355 может быть в диапазоне от 64 до 70 мкм и может быть, желательно, примерно 67 мкм.

Пятая обертка 355 может иметь добавленный к ней с внутренней стороны предварительно заданный материал. Материал может представлять собой, например, силикон. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Силикон может обладать такими свойствами, как, например, теплостойкость, которая характеризуется меньшим изменением под влиянием температуры, стойкость к окислению, которая означает устойчивость к окислению, стойкость к различным химическим веществам, водонепроницаемость по отношению к воде или электрическую изоляцию. Тем не менее силикон необязательно может использоваться, но любой материал, обладающий такими свойствами, описанными выше, может быть нанесен на пятую обертку 355 (или использован для покрытия) без ограничений.

Заглушка 33 переднего конца может быть сформирована из ацетата целлюлозы. Например, заглушка 33 переднего конца может быть изготовлена посредством добавления пластификатора (например, триацетина) в жгут волокна ацетата целлюлозы. Моноденье волокна целлюлозно-ацетатного жгута может быть в диапазоне от 1,0 до 10,0, и может быть, желательно, в диапазоне от 4,0 до 6,0. Более желательно, моноденье волокна заглушки 33 переднего конца может составлять примерно 5,0. Кроме того, поперечное сечение волокна заглушки 33 переднего конца может быть Y-образной формы. Общий денье заглушки 33 переднего конца может быть в диапазоне от 20000 до 30000 и, желательно, может быть в диапазоне от 25000 до 30000. Общий денье заглушки 33 переднего конца, более желательно, может составлять 28000.

Кроме того, при необходимости, заглушка 33 переднего конца может содержать, по меньшей мере, один канал, и форма поперечного сечения канала может быть обеспечена разными способами.

Табачный стержень 31 может соответствовать табачному стержню 21, описанному выше со ссылкой на ФИГ. 4. Таким образом, подробное описание табачного стержня 31 в данном документе будет опущено.

Первый сегмент 321 может быть сформирован из ацетата целлюлозы. Например, первый сегмент может представлять собой трубчатую конструкцию, содержащую полость в ней. Первый сегмент 321 может быть изготовлен посредством добавления пластификатора (например, триацетина) в жгут волокна ацетата целлюлозы. Например, моноденье и общий денье первого сегмента 321 могут совпадать с моноденье и общим денье заглушки 33 переднего конца.

Второй сегмент 322 может быть сформирован из ацетата целлюлозы. Моноденье волокна второго сегмента 322 может быть в диапазоне от 1,0до 10,0 и, желательно, может быть в диапазоне от 8,0 до 10,0. Моноденье волокна второго сегмента 322, более желательно, может составлять 9,0. Кроме того, поперечное сечение волокна второго сегмента 322 может быть Y-образной формы. Общий денье второго сегмента 322 может быть в диапазоне от 20000 до 30000 и, желательно, может быть 25000.

ФИГ. 6 представляет собой блок-схему устройства 400, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Устройство 400, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер 410, сенсорный блок 420, блок 430 вывода, аккумулятор 440, нагреватель 450, блок 460 пользовательского ввода, память 470 и блок 480 системы связи. Тем не менее внутренняя конструкция устройства 400, генерирующего аэрозоль, не ограничена тем, что показано на ФИГ. 6. Специалисту в области техники, к которой относится изобретение, следует понимать, что некоторые из компонентов, показанных на ФИГ. 6, могут быть опущены, или могут быть добавлены новые компоненты в соответствии с конструкцией устройства 400, генерирующего аэрозоль.

Сенсорный блок 420 может распознавать состояние устройства 400, генерирующего аэрозоль, или состояние окружающей среды вокруг устройства 400, генерирующего аэрозоль, и передавать считанную информацию, полученную с помощью сенсора, на контроллер 410. На основании считанной информации контроллер 410 может управлять устройством 400, генерирующим аэрозоль, управляя функционированием нагревателя 450, ограничивая курение, определяя, вставлено ли изделие, генерирующее аэрозоль (например, сигарета, картридж и т.п.), отображая уведомления и выполняя иные функции.

Сенсорный блок 420 может содержать датчик 422 температуры и/или датчик 424 обнаружения вставления и/или датчик 426 затяжки. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Датчик 422 температуры может определять температуру, при которой нагревается нагреватель 450 (или материал, генерирующий аэрозоль). Устройство 400, генерирующее аэрозоль, может содержать отдельный датчик температуры для определения температуры нагревателя 450, или сам нагреватель 450 может выполнять функцию как датчик температуры. Альтернативно датчик 422 температуры может быть расположен вокруг аккумулятора 440 для контроля температуры аккумулятора 440.

Датчик 424 обнаружения вставления может определять, вставлено ли или извлечено изделие, генерирующее аэрозоль. Датчик 424 обнаружения вставления может включать, например, пленочный датчик и/или датчик давления и/или световой датчик и/или резистивный датчик и/или емкостный датчик и/или индуктивный датчик и/или инфракрасный датчик, который может распознавать изменение сигнала при вставлении или извлечении изделия, генерирующего аэрозоль.

Датчик 426 затяжки может обнаруживать затяжку со стороны пользователя на основании различных физических изменений на пути для потока воздуха или в канале для потока воздуха. Например, датчик 426 затяжки может распознавать затяжку пользователя, основываясь на изменении любого из: изменения температуры, изменения тока, изменения напряжения и изменения давления.

Сенсорный блок 420 может дополнительно содержать датчик температуры/влажности, датчик атмосферного давления, магнитный датчик, датчик ускорения, гиродатчик, датчик положения (например, глобальной навигационной системы (GPS)), датчик близости или датчик красного, зеленого, синего (RGB) (например, датчик освещенности), в дополнение к датчикам 422-426, описанным выше. Функция каждого датчика может интуитивно выводиться из его названия специалистом в данной области техники, и поэтому ее подробное описание здесь будет опущено.

Блок 430 вывода может выводить информацию о состоянии устройства 400, генерирующего аэрозоль, и предоставлять ее пользователю. Блок 430 вывода может содержать дисплей 432 и/или часть 434 для передачи тактильных ощущений, и/или устройство 436 звукового вывода. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Если дисплей 432 и сенсорная панель обеспечены в виде многоуровневой схемы с формированием сенсорного экрана, дисплей 432 может использоваться в качестве устройства ввода в дополнение к устройству вывода.

Дисплей 432 может визуально предоставлять пользователю информацию об устройстве 400, генерирующем аэрозоль. Информация об устройстве 400, генерирующем аэрозоль, может включать, например, состояние зарядки/разрядки аккумулятора 440 устройства 400, генерирующего аэрозоль, состояние предварительного нагрева нагревателя 450, состояние вставления/извлечения изделия, генерирующего аэрозоль, состояние ограниченного использования (например, обнаружено неработоспособного изделия) устройства 400, генерирующего аэрозоль, и т.п., и дисплей 432 может выводить информацию наружу. Дисплей 432 может представлять собой, например, панель жидкокристаллических индикаторов (LCD), панель дисплея на органических светодиодах (OLED) и т.п. Дисплей 432 также может быть в виде светодиодного (LED) устройства.

Часть 434 для передачи тактильных ощущений может предоставлять пользователю информацию об устройстве 400, генерирующем аэрозоль, в форме для передачи тактильных ощущений путем преобразования электрического сигнала в механический раздражитель или электрический раздражитель. Часть 434 для передачи тактильных ощущений может включать, например, двигатель, пьезоэлектрический элемент или устройство электрической стимуляции.

Устройство 436 звукового вывода может предоставлять пользователю информацию об устройстве 400, генерирующем аэрозоль, в звуковой форме. Например, устройство 436 звукового вывода может преобразовывать электрический сигнал в звуковой сигнал и выводить звуковой сигнал наружу.

Аккумулятор 440 может подавать питание, используемое для работы устройства 400, генерирующего аэрозоль. Аккумулятор 440 может подавать питание для нагрева нагревателя 450. Кроме того, аккумулятор 440 может подавать питание, необходимое для работы других компонентов (например, сенсорного блока 420, блока 430 вывода, блока 460 пользовательского ввода, памяти 470 и блока 480 системы связи), включенных в устройство 400, генерирующее аэрозоль. Аккумулятор 440 может представлять собой перезаряжаемый аккумулятор или одноразовый аккумулятор. Например, аккумулятор 440 может представлять собой литий-полимерный (LiPoly) аккумулятор. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Нагреватель 450 может получать питание от аккумулятора 440 для нагрева материала, генерирующего аэрозоль. Хотя не показано на ФИГ. 6, устройство 400, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему преобразования питания (например, преобразователь постоянного тока, преобразователь постоянного напряжения в постоянное ((DC)-to-DC), преобразователь постоянного тока в постоянный (DC/DC)), которая преобразует питание аккумулятора 440 и подает питание на нагреватель 450. Кроме того, когда устройство 400, генерирующее аэрозоль, генерирует аэрозоль способом индукционного нагрева, устройство 400, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать преобразователь постоянного тока в переменный ток (DC/AC), который преобразует постоянный ток аккумулятора 440 в питание переменного тока.

Контроллер 410, сенсорный блок 420, блок 430 вывода, блок 460 пользовательского ввода, память 470 и блок 480 системы связи могут получать питание от аккумулятора 440 для выполнения функций. Хотя не показано на ФИГ. 6, устройство 400, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему преобразования питания, например, схему с малым падением напряжения (LDO) или схему регулятора напряжения, которая преобразует питание аккумулятора 440 и подает питание на соответствующие компоненты.

В одном варианте осуществления изобретения нагреватель 450 может быть сформирован из любого подходящего электрически резистивного материала. Электрически резистивный материал может представлять собой металл или сплав металлов, в том числе, например, титан, цирконий, тантал, платину, никель, кобальт, хром, гафний, ниобий, молибден, вольфрам, олово, галлий, марганец, железо, медь, нержавеющую сталь, нихром или т.п. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, нагреватель 450 может быть выполнен в виде металлической нагревательной проволоки, металлической нагревательной пластины, на которой размещена электропроводящая дорожка, керамического нагревательного элемента или т.п., но не ограничивается на этом.

В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 450 может представлять собой индукционный нагреватель. Например, нагреватель 450 может содержать токоприемник, который нагревает материал, генерирующий аэрозоль, путем генерирования тепла с помощью магнитного поля, наводимого катушкой.

В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 450 может включать множество нагревателей. Например, нагреватель 450 может содержать первый нагреватель для нагревания изделия, генерирующего аэрозоль, и второй нагреватель для нагревания жидкости.

Блок 460 пользовательского ввода может принимать информацию от пользователя или может выводить информацию пользователю. Например, блок 460 пользовательского ввода может содержать клавиатуру, купольный переключатель, сенсорную панель (например, контактно-емкостного типа, типа чувствительной к нажатию резистивной пленки, чувствительного к инфракрасному излучению типа, типа с проводимостью ультразвука поверхностью, типа с интегральным измерением напряжения, техники с пьезоэффекта и т.д.), колесо переключения (jog wheel), a переключатель толчкового режима (jog switch) и т.п. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Кроме того, хотя не показано на ФИГ. 6, устройство 400, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать интерфейс подключения, такой как интерфейс универсальной последовательной шины (USB), и может быть подключено к другому внешнему устройству через интерфейс подключения, такой как интерфейс USB, для передачи и приема информации или для зарядки аккумулятора 440.

Память 470, которая представляет собой аппаратной обеспечение для хранения различных фрагментов данных, обработанных в устройстве 400, генерирующем аэрозоль, и может хранить данные, обработанные контроллером 410, и данные, подлежащие обработке таким образом. Память 470 может включать один или несколько типов носителей информации из числа памяти типа флэш-памяти, памяти типа жесткого диска, памяти типа мультимедийная микрокарты, памяти типа карты (например, памяти безопасной цифровой (SD) или эксафлопсного класса (XE)), оперативного запоминающего устройства (RAM), статического оперативного запоминающего устройства (SRAM), постоянного запоминающего устройства (ROM), электрически стираемой программируемой постоянной памяти (EEPROM), программируемой постоянной памяти (PROM), магнитной памяти, магнитного диска или оптического диска. Память 470 может хранить время работы устройства 400, генерирующем аэрозоль, максимальное число затяжек, текущее число затяжек, один или несколько температурных профилей температуры, данные, связанные с режимом курения пользователя и т.д.

Блок 480 системы связи может включать один или несколько компонентов для осуществления связи с другим электронным устройством. Например, блок 480 системы связи может включать блок 482 беспроводной связи малого радиуса действия и блок 484 беспроводной связи.

Блок 482 беспроводной связи малого радиуса действия может включать блок связи Bluetooth, блок связи Bluetooth с низким электропотреблением (BLE), блок беспроводной связи ближнего радиуса действия, блок системы связи беспроводной локальной сети WLAN (Wi-Fi), блок системы связи стандарта ZigBee, блок системы связи стандарта на передачу данных в инфракрасном диапазоне IrDA, блок системы связи быстрой передачи файлов (WFD), блок системы сверхширокополосной связи (UWB) и блок системы связи технологии Ant+. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом.

Блок 484 беспроводной связи может включать, например, коммуникатор сети сотовой сети, коммуникатор Интернета, коммуникатор компьютерной сети (например, локальной вычислительной сети (LAN) или глобальной компьютерной сети (WAN)) и т.п. Тем не менее варианты осуществления изобретения не ограничиваются на этом. Блок 484 беспроводной связи может использовать абонентскую информацию (например, международный идентификатор мобильного абонента (IMSI)), чтобы идентифицировать и аутентифицировать устройство 400, генерирующее аэрозоль, в сети связи.

Контроллер 410 может управлять всей работой устройства 400, генерирующего аэрозоль. В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер 410 может включать один или несколько процессоров. Один или несколько процессоров могут быть реализованы как массив из множества логических элементов или могут быть реализованы как комбинация микропроцессора общего назначения и памяти, в которой хранится программа, выполняемая микропроцессором. Кроме того, любому специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, следует понимать, что он может быть реализован в виде аппаратного обеспечения других типов.

Контроллер 410 может управлять температурой нагревателя 450 путем управления подачей питания от аккумулятора 440 на нагреватель 450. Например, контроллер 410 может управлять подачей питания путем управления переключением элемента переключения между аккумулятором 440 и нагревателем 450. В другом примере схема прямого нагревания может управлять подачей питания на нагреватель 450 в соответствии с управляющей командой от контроллера 410.

Контроллер 410 может анализировать результат использования датчиков, полученный из сенсорного блока 420, и управлять процессами, которые будут выполняться после этого. Например, контроллер 410 может управлять подачей питания, которое будет подаваться на нагреватель 450 для запуска или прекращения работы нагревателя 450, на основании результата использования датчиков, полученного сенсорным блоком 420. В другом примере контроллер 410 может управлять количеством питания, подаваемого на нагреватель 450, и временем, в течение которого это питание должно подаваться, так что нагреватель 450 может нагреваться до предварительно заданной температуры или поддерживаться на уровне желаемой температуры на основании результатов использования датчиков, полученного сенсорным блоком 420.

Контроллер 410 может управлять блоком 430 вывода на основании результатов использования датчиков, полученных сенсорным блоком 420. Например, если количество затяжек, подсчитанное с помощью датчика затяжек 426, достигает предварительно заданного количества, контроллер 410 может сообщить пользователю, что работа устройства 400, генерирующего аэрозоль, скоро прекратится, с помощью одного или нескольких дисплеев 432 и/или части 434 для передачи тактильных ощущений и/или устройства 436 звукового вывода.

В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер 410 может управлять временем подачи питания и/или количеством подачи питания для нагревателя 450 в зависимости от состояния изделия, генерирующего аэрозоль, определяемого сенсорным блоком 420. Например, если изделие, генерирующее аэрозоль, находится в переувлажненном состоянии, контроллер 410 может управлять временем подачи питания на индуктивную катушку для увеличения времени предварительного нагревания по сравнению со случаем, когда изделие, генерирующее аэрозоль, находится в обычном состоянии.

Один вариант осуществления может быть также реализован в форме носителя информации, включающего инструкции, выполняемые компьютером, такие как программный модуль, выполняемый компьютером. Машиночитаемый носитель может представлять собой любой доступный носитель, к которому может обращаться компьютер, и включает энергозависимый носитель, энергонезависимый носитель, сменный носитель и постоянно закрепленный носитель. Кроме того, машиночитаемый носитель может включать как носитель данных компьютера, так и коммуникационную среду. Носитель данных компьютера включает все из энергозависимого носителя, энергонезависимого носителя, сменного носителя или постоянно закрепленного носителя, реализованный с помощью любого метода или технологии для хранения информации, такой как машиночитаемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные. Коммуникационная среда обычно включает машиночитаемые инструкции, структуры данных, другие данные в модулированных сигналах данных, таких как программные модули, или другие механизмы передачи, и содержит любую среду передачи информации.

ФИГ. 7 представляет собой вид в аксонометрии нагревательной конструкции согласно одному из вариантов осуществления изобретения, а на ФИГ. 8 представляет собой увеличенный вид части нагревательной конструкции согласно ФИГ. 7. ФИГ. 9 представляет собой вид сверху части нагревательной конструкции согласно ФИГ. 8, и ФИГ. 10 представляет собой вил поперечного сечения нагревательной конструкции согласно ФИГ. 9, вдоль линии 10-10.

Как показано на ФИГ. 7-10, нагревательная конструкция 550 может быть выполнена с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. «Поверхностный плазмонный резонанс» означает коллективное колебание электронов, распространяющееся вдоль границы раздела металлических частиц со средой. Например, коллективное колебание электронов металлических частиц может быть вызвано светом, распространяющимся с наружной стороны нагревательной конструкции 550. Возбуждение электронов металлических частиц может генерировать тепловую энергию, и генерируемая тепловая энергия может передаваться в границах среды, в которой применяется нагревательная конструкция 550. В одном из вариантов осуществления изобретения нагревательная конструкция 550 может быть выполнена с возможностью нагревания другого объекта (например, изделия, генерирующего аэрозоль) путем передачи генерируемого тепла объекту.

Нагревательная конструкция 550 может содержать основу 551, имеющую первую поверхность 551A (например, поверхность, ориентированную в направлении +Z) и вторую поверхность 551B (например, поверхность, ориентированную в направлении -Z), противоположную первой поверхности 551A.

В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может быть выполнена по существу в форме пластины. Первая поверхность 551A и/или вторая поверхность 551B могут быть сформированы в виде по существу плоских поверхностей. В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может иметь любую форму, подходящую для генерирования тепла. Например, основа 551 может иметь по существу цилиндрическую форму с первой поверхностью 551A в качестве наружной поверхности и второй поверхностью 551B в качестве внутренней поверхности.

В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может быть сформирована из различных материалов. Например, основа 551 может быть сформирована из стекла, кремния (Si), оксида кремния (SiO₂), сапфира, полистирола, полиметилметакрилата и/или любого другого материала, подходящего для теплопроводности. В некоторых вариантах осуществления основа 551 может формироваться из любого из стекла, кремния (Si), оксида кремния (SiO₂), сапфира или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения основа 551 может содержать материал с относительно низким коэффициентом теплопередачи. Это может позволить, чтобы тепло локально передавалось частичной области на основе 551.

В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может проявлять электропроводность. В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может проявлять электрически изоляционные свойства.

В одном из вариантов осуществления изобретения основа 551 может быть сформирована из материала с любой теплопроводностью, подходящей для использования в среде, в которой расположена нагревательная конструкция 550. Например, основа 551 может иметь теплопроводность примерно 0,6 Вт на метр-кельвин (Вт/мK) и менее, от примерно 1 Вт/мK до примерно 2 Вт/мK, от примерно 2 Вт/мK до примерно 5 Вт/мK, от примерно 5 Вт/мK до примерно 10 Вт/мK, от примерно 10 Вт/мK до примерно 100 Вт/мK или от примерно 100 Вт/мK до примерно 200 Вт/мK, при давлении 1 бар и температуре 25°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения основа 551 может иметь теплопроводность примерно 0,6 Вт/мK и менее, примерно 1,3 Вт/мK, примерно 148 Вт/мK или примерно 46,06 Вт/мK при давлении 1 бар и температуре 25°C.

Нагревательная конструкция 550 может содержать множество металлических призм 554, расположенных на первой поверхности 551A основы 551. Множество металлических призм 554 может содержать множество металлических частиц, осажденных на основе 551 с помощью любого подходящего процесса осаждения (например, физического осаждения из паровой фазы).

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц, формирующих множество металлических призм 554, могут быть наноразмерными. Например, множество металлических частиц могут иметь средний максимальный диаметр примерно 1 мкм или менее. В некоторых вариантах осуществления изобретения множество металлических частиц может иметь средний максимальный диаметр примерно 700 нм или менее, примерно 600 нм или менее, примерно 500 нм или менее, примерно 400 нм или менее, примерно 300 нм или менее, примерно 200 нм или менее, примерно 150 нм или менее, или примерно 100 нм или менее.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц может быть сформировано из любого материала, подходящего для генерирования тепла. Например, множество металлических частиц может включать золото и/или серебро и/или медь и/или палладий и/или платину и/или алюминий и/или титан и/или никель и/или хром и/или железо и/или кобальт и/или марганец и/или родий и/или рутений, или их комбинации.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц может быть сформировано из любого материала, подходящего для генерирования тепла при взаимодействии со светом с определенным диапазоном длин волн (например, диапазоном длин волн видимого света, то есть примерно от 380 нм до 780 нм). Например, множество металлических частиц может включать золото и/или серебро и/или медь и/или палладий и/или платину или их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления изобретения множество металлических частиц может формироваться из металлического материала со средним максимальным коэффициентом поглощения. В данном случае средний максимальный коэффициент поглощения может определяться как коэффициент поглощения с пиком в диапазоне длин волн. Диапазон длин волн, соответствующий поглощению, может пониматься как диапазон длин волн, в котором резонирует множество металлических частиц. Например, множество металлических частиц может быть сформировано из металлического материала со средним максимальным коэффициентом поглощения в диапазоне длин волн между примерно 430 нм и примерно 450 нм, между примерно 480 нм и примерно 500 нм, между примерно 490 нм и примерно 510 нм, между примерно 500 нм и примерно 520 нм, между примерно 550 нм и примерно 570 нм, между примерно 600 нм и примерно 620 нм, между примерно 620 нм и примерно 640 нм, между примерно 630 нм и примерно 650 нм, между примерно 640 нм и примерно 660 нм, между примерно 680 нм и примерно 700 нм или между примерно 700 нм и примерно 750 нм. Средний максимальный коэффициент поглощения множества металлических частиц может варьироваться в зависимости от типа основы 551 в дополнение к металлическому материалу, размера металлической призмы 554, сформированной множеством металлических частиц, и/или формы металлических призм 554.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических призм 554 может определять область пустот VA, окруженную множеством металлических призм 554 на первой поверхности 551A основы 551. Например, область пустот VA может иметь по существу круглую или эллиптическую форму, а множество металлических призм 554 может быть расположено в направлении по окружности области пустот VA.

В одном из вариантов осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 10 нм или более, примерно 50 нм или более, примерно 90 нм или более, примерно 100 нм или более, примерно 150 нм или более, примерно 200 нм или более, примерно 300 нм или более, примерно 350 нм или более, примерно 450 нм или более, или примерно 500 нм или более. В некоторых вариантах осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 450 нм или более. В некоторых вариантах осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 350 нм или более. В некоторых вариантах осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 300 нм или более.

В одном из вариантов осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 1000 нм или менее, примерно 900 нм или менее, примерно 800 нм или менее, примерно 700 нм или менее, примерно 600 нм или менее, или примерно 550 нм или менее. В некоторых вариантах осуществления изобретения область пустот VA может иметь средний максимальный диаметр примерно 600 нм и менее.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических призм 554 каждая могут содержать первую базовую поверхность 554A (например, нижнюю базовую поверхность), обращенную к первой поверхности 551A основы 551, вторую базовую поверхность 554B (например, верхнюю базовую поверхность), противоположную первой базовой поверхности 554A, и множество боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 между первой базовой поверхностью 554A и второй базовой поверхностью 554B.

В одном из вариантов осуществления изобретения первая базовая поверхность 554A и вторая базовая поверхность 554B могут быть по существу параллельны друг другу.

В одном из вариантов осуществления изобретения первая базовая поверхность 554A и/или вторая базовая поверхность 554B могут быть сформированы в виде по существу плоской поверхности.

В одном из вариантов осуществления изобретения расстояние между первой базовой поверхностью 554A и второй базовой поверхностью 554B (например, толщина металлической призмы 554) может составлять примерно 10 нм или менее. Когда металлическая призма 554 имеет толщину, превышающую 10 нм, экзотермическая реакция множества металлических частиц, образующих металлическую призму 554, может снижаться, и, следовательно, тепловой КПД нагревательной конструкции 550 может снижаться.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 могут быть ориентированы в разных направлениях. Например, первая боковая поверхность 554C1 может быть ориентирована в первом направлении (например, в первом радиальном направлении), вторая боковая поверхность 554C2 может быть соединена с первой боковой поверхностью 554C1 и ориентирована во втором направлении (например, во втором радиальном направлении), а третья боковая поверхность 554C3 может быть соединена с каждой из первой боковой поверхности 554C1 и второй боковой поверхности 554C3 и ориентирована в третьем направлении (например, в третьем радиальном направлении).

В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одна из множества боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 может быть сформирована в виде по существу изогнутой поверхности. В некоторых вариантах осуществления изобретения множество боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 могут быть сформированы в виде изогнутых поверхностей, имеющих по существу одинаковую кривизну. В одном из вариантов осуществления изобретения кривизна любой из нескольких боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 может отличаться от кривизны другой боковой поверхности.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 могут быть сформированы в виде изогнутых поверхностей, которые вогнуты по направлению к центру металлической призмы 554. В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одна из множества боковых поверхностей 554C1, 554C2 и 554C3 может быть сформирована в виде изогнутой поверхности, которая является выпуклой от центра металлической призмы 554.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических призм 554 могут включать две боковые поверхности. Например, металлическая призма 554 может иметь по существу полукруглую форму или форму, близкую к полукругу.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических призм 554 могут располагаться, чтобы быть физически отделенными друг от друга на первой поверхности 551A основы 551. Например, множество металлических призм 554 могут быть смещены друг относительно друга на определенные интервалы по периметру (например, окружности) области пустот VA.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических призм 554 могут быть смещены друг относительно друга на по существу равные интервалы. В одном из вариантов осуществления изобретения интервал между любой парой соседних металлических призм 554 среди множества металлических призм 554 может отличаться от интервала между другой парой соседних металлических призм 554.

ФИГ. 11 представляет собой вид сверху части нагревательной конструкции согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 11, нагревательная конструкция 650 может содержать основу 651 и металлическую призму 654, расположенную на основе 651. Металлическая призма 654 может представлять собой по существу единую структуру и определять множество областей пустот VA. Например, металлическая призма 654 может по существу определять все периметры множества областей пустот VA. Металлическая призма 654 может содержать первую область 6541 призмы в одном положении по периметру (например, окружности) области пустот VA, вторую область 6542 призмы в другом положении по периметру (например, окружности) области пустот VA и третью область 6543 призмы между первой областью 6541 призмы и второй областью 6542 призмы. Первая область 6541 призмы, вторая область 6542 призмы и третья область 6543 призмы могут быть соединены как одно целое и бесшовно.

ФИГ. 12 представляет собой вид, схематично изображающий нагревательную конструкцию согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 12, нагревательная конструкция 750 может содержать основу 751 (например, основу 551 или 651), содержащую первую поверхность 751A и вторую поверхность 751B, структуру 754 поверхностного плазмонного резонанса (ППР) (например, металлическую призму 554 или 654), расположенную на первой поверхности 751A, и отражающий слой 755, расположенный на второй поверхности 751B. Нагревательная конструкция 750 может быть выполнена с возможностью приема света L на основу 751 и/или структуру 754 ППР.

В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может быть сформирована в виде по меньшей мере одной металлической призмы (например, металлической призмы 554 или 654), содержащей множество металлических частиц. В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может содержать несколько металлических частиц, нанесенных на первую поверхность 751A основы 751. В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может содержать по меньшей мере одну металлическую пленку, сформированную из металлического материала.

Источник света, излучающий свет L, может быть отделен от нагревательной конструкции 750 определенным расстоянием. Например, расстояние между источником света и нагревательной конструкцией 750 может быть определена, чтобы быть примерно 40 см или менее, примерно 35 см и менее, примерно 30 см или менее, примерно 25 см или менее, примерно 20 см или менее, примерно 15 см или менее, примерно 10 см или менее, или примерно 5 см или менее. Расстояние между источником света и нагревательной конструкцией 750 может определяться, чтобы составлять примерно 5 см или более, примерно 10 см или более, примерно 15 см или более, примерно 20 см или более, или примерно 25 см или более.

Свет L может образовывать пятно LS на основе 751 и/или структуре 754 ППР. Например, пятно LS может иметь размер примерно 2 мм или менее, примерно 1,5 мм или менее, примерно 1 мм или менее, или примерно 0,5 мм или менее. Пятно LS может иметь размер примерно 0,2 мм или более, примерно 0,4 мм и более, примерно 0,6 мм или более, или примерно 0,8 мм или более.

Отражающий слой 755 может быть выполнен с возможностью отражения света L, проходящего через основу 751, на основу 751 и/или структуры 754 ППР. Отражающий слой 755, отражающий свет L, проходящий через основу 751, может позволить основе 751 и структурам 754 ППР использовать отраженный свет, тем самым индексы эффективности использования света нагревательной конструкции 750 могут увеличиваться, и, соответственно, теплопроизводительность может увеличиваться.

В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть сформирован на всей второй поверхности 751B основы 751. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть сформирован локально на второй поверхности 751B основы 751. Например, отражающий слой 755 может быть выполнен в виде одной отражающей зоны на отдельной области второй поверхности 751B основы 751 или в виде множества отражающих зон.

Отражающий слой 755 может быть сформирован из любого материала, подходящего для отражения света L. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть сформирован из металлического материала. Например, отражающий слой 755 может быть сформирован из золота и/или серебра и/или меди и/или любого другого металлического материала, подходящего для отражения, или их комбинации.

Отражающий слой 755 может иметь любую толщину, подходящую для отражения света L. Толщина отражающего слоя 755 может быть определена, чтобы быть значением, подходящим для по существу полного отражения света L. Например, отражающий слой 755 может иметь толщину примерно 15 нм или менее, примерно 12 нм или менее, примерно 10 нм или менее, примерно 8 нм или менее, или примерно 5 нм или менее. В предпочтительном примере отражающий слой 755 может иметь толщину примерно 10 нм. Толщина отражающего слоя 755 может определяться показателем преломления основы 751, толщиной основы 751, показателем преломления отражающего слоя 755 и/или любым другим параметром.

В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может непосредственно вступать в контакт со второй поверхностью 751B основы 751. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть расположен в стороне от второй поверхности 751B основы 751, а среда (например, воздух) может быть расположена между второй поверхностью 751B и отражающим слоем 755.

В одном из вариантов осуществления изобретения нагревательная конструкция 750 может содержать поглощающий слой 756, расположенный на отражающем слое 755. Поглощающий слой 756 может быть выполнен с возможностью поглощения части проходящего света, который проходит через отражающий слой 755, не будучи отраженным отражающим слоем 755. Поглощающий слой 756 может увеличить индексы эффективности использования света нагревательной конструкции 750.

В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может быть по меньшей мере частично нанесен на отражающий слой 755 путем покрытия.

В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может иметь по существу высокий коэффициент лучепоглощения. В некоторых вариантах осуществления изобретения поглощающий слой 756 может иметь коэффициент лучепоглощения, по существу близкий к 1. Поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде структуры и/или материала, близкого к по существу черному телу. Например, поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде структуры, имеющей по меньшей мере одно отверстие, через которое может проникать свет и по существу постоянно отражаться туда. В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде серого или белого тела.

В одном из вариантов осуществления изобретения нагревательная конструкция 750 может содержать тепловизор 760, выполненный с возможностью генерирования теплового изображения. Например, тепловизор 760 может генерировать изображение, содержащее тепловое распределение нагревательной конструкции 750. В одном из вариантов осуществления изобретения тепловизор 760 может быть включен во внешний компонент нагревательной конструкции 750 (например, устройство 800, генерирующее аэрозоль, на ФИГ. 15).

ФИГ. 13 представляет собой график, иллюстрирующий сравнение повышения температуры различных нагревательных конструкций в зависимости от мощности источника света.

Как показано на ФИГ. 13, был проведен эксперимент для сравнения повышения температуры различных нагревательных конструкций SP1, SP2, SP3 и SP4 при изменении мощности источника света, излучающего лазерный луч на нагревательные конструкции SP1, SP2, SP3 и SP4. Все нагревательные конструкции SP1, SP2, SP3 и SP4 изготовлены без включения отражающего или поглощающего слоя.

Первая нагревательная конструкция SP1 (например, нагревательная конструкция 650 на ФИГ. 11) изготовлена с треугольной золотой призмой с толщиной примерно 10 нм на стеклянной основе путем нанесения примерно 460 нм полистироловых шайб. Вторая нагревательная конструкция SP2 изготовлена с золотой пленкой толщиной примерно 50 нм на стеклянной основе. Третья нагревательная конструкция SP3 изготовлена без какой-либо структуры (например, призмы или пленки) на стеклянной основе. Четвертая нагревательная конструкция SP4 (например, нагревательная конструкция 550 на ФИГ. 7-10) изготовлена с золотой призмой с толщиной примерно 10 нм на стеклянной основе путем нанесения примерно 460 нм полистироловых шайб и с формированием целостной структуры призмы, которая определяет все периметры множества областей пустот, путем травления полистироловых шайб методом реактивного ионного травления (RIE).

В результате эксперимента нагревательные конструкции SP1, SP2, SP3 и SP4 показали коэффициент пропускания светового потока примерно 97%.

Как известно из графика, вторая нагревательная конструкция SP2 и третья нагревательная конструкция SP3 показали небольшие температурные скачки по мере увеличения мощности лазера. С другой стороны, первая нагревательная конструкция SP1 и четвертая нагревательная конструкция SP4 показали более высокие скорости повышения температуры по сравнению с мощностью лазера, чем вторая нагревательная конструкция SP2 и третья нагревательная конструкция SP3, указывая, что первая нагревательная конструкция SP1 и четвертая нагревательная конструкция SP4 могут достичь заданной температуры при использовании относительно низкой мощности. В частности, четвертая нагревательная конструкция SP4 показала более высокую степень повышения температуры, чем первая нагревательная конструкция SP1, указывая, что четвертая нагревательная конструкция SP4 может использоваться для нагревательных конструкций, требующих высокой заданной температуры.

ФИГ. 14 представляет собой график, иллюстрирующий сравнение повышения температуры различных нагревательных конструкций в зависимости от мощности источника света.

Как показано на ФИГ. 14, был проведен эксперимент по сравнению повышения температуры различных нагревательных конструкций SP5, SP6 и SP7 при изменении мощности источника света, излучающего лазерный луч на нагревательные конструкции SP5, SP6 и SP7. Все нагревательные конструкции SP5, SP6 и SP7 изготовлены с включением отражающего слоя и поглощающего слоя.

Пятая нагревательная конструкция SP5 изготовлена путем нанесения 460 нм полистироловых шайб на стеклянную основу, затем осаждения туда частиц золота и удаления полистироловых шайб. Шестая нагревательная конструкция SP6 изготовлена путем нанесения 800 нм полистироловых шайб на стеклянную основу, затем осаждения туда частиц золота и удаления полистироловых шайб. Седьмая нагревательная конструкция SP7 изготовлена путем нанесения 460 нм полистироловых шайб на стеклянную основу, затем травления полистироловых шайб методом реактивного ионного травления (RIE) для изменения размера полистироловых шайб до диаметра 300 нм, затем нанесения туда частиц золота и удаления полистироловых шайб.

В результате эксперимента нагревательные конструкции SP5, SP6 и SP7 показали коэффициент пропускания примерно 2%. Нагревательные конструкции SP5, SP6 и SP7, на которые нанесены отражающий слой и поглощающий слой, показали значительное улучшение индекса эффективности использования света по сравнению с нагревательными конструкциями, на которые отражающий слой или поглощающий слой не наносились (например, нагревательными конструкциями SP1, SP2, SP3 и SP4 на ФИГ. 13).

Как известно из графика, разница в повышении температуры в зависимости от разницы между размером области пустот на основе пятой нагревательной конструкции SP5 и размером области пустот на основе шестой нагревательной конструкции SP6 была незначительной. С другой стороны, когда интегрированная структура призмы формировалась путем травления полистироловых шайб, как в седьмой нагревательной конструкции SP7, степень повышения температуры по сравнению с мощностью лазера оказалась высокой.

ФИГ. 15 представляет собой схему устройства, генерирующего аэрозоль, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Как показано на ФИГ. 15, устройство 800, генерирующее аэрозоль (например, устройство 1 или 400, генерирующее аэрозоль) может содержать по меньшей мере одну нагревательную конструкцию 850 (например, нагреватель 13 или 450 и/или нагревательную конструкцию 550, 650 или 750), выполненную с возможностью нагревания изделия, генерирующего аэрозоль (например, изделия 2 или 3, генерирующего аэрозоль), и по меньшей мере один источник 855 света, выполненный с возможностью излучения света в направлении по меньшей мере одной нагревательной конструкции 850. Между тем, хотя ФИГ. 15 показывает устройство 800, генерирующее аэрозоль, содержащее контроллер 810 (например, контроллер 12 или 410), выполненный с возможностью управления нагревательной конструкцией 850 и/или источником 855 света, и аккумулятор 840 (например, аккумулятор 11 или 440), выполненный с возможностью подачи электрической энергии на контроллер 810, могут быть добавлены или опущены другие компоненты.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800, генерирующее аэрозоль, может содержать единственную нагревательную конструкцию 850. Нагревательная конструкция 850 может по меньшей мере частично окружать полость, в которую помещают изделие, генерирующее аэрозоль. Нагревательная конструкция 850 может иметь конструкцию, в которой, например, основа 551, 651 или 751 по меньшей мере частично имеет изогнутую поверхность.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800, генерирующее аэрозоль, может содержать множество нагревательных конструкций 850. Множество нагревательных конструкций 850 могут быть расположены в различных частях в зависимости от полости, в которой должно быть размещено изделие, генерирующее аэрозоль. Металлические материалы металлических призм, включенные во множество нагревательных конструкций 850, могут быть одинаковыми или различными.

В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может быть выполнен с возможностью передачи оптического сигнала в направлении нагревательной конструкции 850 под определенным углом. Например, источник 855 света может передавать оптический сигнал под углом, который может обуславливать полное отражение на поверхности нагревательной конструкции 850 (например, поверхности основы 551, 651 или 751 и/или поверхностях 554B, 554C1, 554C2 и 554C3 металлической призмы 554, 654 или 754). В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может передавать оптический сигнал в направлении нагревательной конструкции 850 под любым углом.

В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может быть выполнен с возможностью пропускать свет в ультрафиолетовом диапазоне, видимом диапазоне и/или инфракрасном диапазоне. В некоторых вариантах осуществления изобретения источник 855 света может быть выполнен с возможностью пропускания света в видимом диапазоне (например, примерно от 380 нм до 780 нм).

В некоторых вариантах осуществления изобретения источник 855 света может быть выполнен с возможностью пропускать свет в диапазоне, соответствующем материалу металлических частиц металлической призмы (например, металлической призмы 554, 654 или 754), включенной в нагревательную конструкцию 850. Например, источник 855 света может пропускать свет в диапазоне длины волны, соответствующем среднему максимальному поглощению в соответствии с материалом металлических частиц. В варианте осуществления изобретения, в котором металлическая призма сформирована из золота, источник 855 света может пропускать свет с длиной волны примерно 638 нм.

В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может пропускать свет с любой подходящей мощностью. Например, источник 855 света может пропускать свет с мощностью примерно 1000 мВт.

В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может включать светоизлучающий диод и/или лазер. Светоизлучающий диод и/или лазер могут представлять собой типы и/или размеры, подходящие для того, чтобы включить в устройство 800, генерирующего аэрозоль. Например, лазер может включать лазер на твердотельных элементах и/или полупроводниковый лазер.

В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800, генерирующее аэрозоль, может включать множество источников 855 света. Множество источников 855 света могут быть выполнены как источники света одинакового типа. В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере часть множества источников 855 света может быть выполнена в виде источников света различных типов.

В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один источник 855 света из множества источников 855 света может быть выполнен с возможностью облучать часть нагревательной конструкции 850.

В одном из вариантов осуществления изобретения часть нагревательной конструкции 850, облучаемая любым источником 855 света из множества источников 855 света, может отличаться от части нагревательной конструкции 850, облучаемой другим источником 855 света. Например, множество источников 855 света могут облучать различные части одной нагревательной конструкции 850 или облучать множество нагревательных конструкций 850.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество источников 855 света могут быть выполнены с возможностью по существу одновременного облучения. В одном из вариантов осуществления изобретения точка облучения во времени любого источника 855 света из множества источников 855 света может отличаться от точки облучения во времени другого источника 855 света.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество источников 855 света могут облучать нагревательную конструкцию 850 в течение по существу одинакового времени. В одном из вариантов осуществления изобретения время облучения из любого источника 855 света из множества источников 855 света может отличаться от времени облучения из другого источника 855 света.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество источников 855 света могут пропускать свет по существу одного диапазона длин волн. В одном из вариантов осуществления изобретения диапазон света, излучаемого любым источником 855 света из множества источников 855 света, может отличаться от диапазона света, излучаемого другим источником 855 света.

В одном из вариантов осуществления изобретения множество источников 855 света могут облучать нагревательную конструкцию 850 с по существу одинаковой облученностью. В одном из вариантов осуществления изобретения облученность от любого источника 855 света из множества источников 855 света может отличаться от облученности от другого источника 855 света.

Варианты осуществления изобретения предназначены для иллюстрации и не являются ограничивающими. Различные модификации могут быть сделаны по отношению к подробному описанию изобретения, включая прилагаемый объем формулы изобретения и эквиваленты. Любой из описанных здесь вариантов осуществления изобретения может быть использован в комбинации с любым другим вариантом осуществления изобретения, описанным здесь.

Нагревательная конструкция включает основу, содержащую первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, структуру поверхностного плазмонного резонанса (ППР), расположенную на первой поверхности, и отражающий слой, расположенный на второй поверхности и выполненный с возможностью отражения света, проходящего через основу, на основу и/или структуру ППР. Создана нагревательная конструкция для генерации тепла с использованием поверхностного плазмонного резонанса и устройство, генерирующее аэрозоль, включающее ее, при этом тепло может равномерно генерироваться из нагревательной конструкции, объект или часть объекта среди множества объектов может локально нагреваться нагревательной конструкцией, при этом эффективность использования света нагревательной конструкцией повышается, что увеличивает теплопроизводительность. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Нагревательная конструкция, содержащая: основу, содержащую первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности; структуру поверхностного плазмонного резонанса (ППР), расположенную на первой поверхности; и отражающий слой, расположенный на второй поверхности и выполненный с возможностью отражения света, проходящего через основу, на основу и/или структуру ППР.

2. Нагревательная конструкция по п. 1, в которой отражающий слой сформирован из металлического материала.

3. Нагревательная конструкция по п. 2, в которой отражающий слой имеет толщину менее или равную 15 нм.

4. Нагревательная конструкция по п. 1, в которой отражающий слой по меньшей мере частично вступает в контакт со второй поверхностью.

5. Нагревательная конструкция по п. 1, дополнительно содержащая: поглощающий слой, расположенный на отражающем слое.

6. Нагревательная конструкция по п. 5, в которой поглощающий слой выполнен в виде структуры, имеющей по меньшей мере одно отверстие, через которое может проникать свет, и по существу постоянно отражаться туда.

7. Нагревательная конструкция по п. 1, в которой структура ППР содержит первую металлическую призму по периметру области пустот для по меньшей мере частичного формирования области пустот на первой поверхности.

8. Нагревательная конструкция по п. 7, в которой структура ППР дополнительно содержит вторую металлическую призму по периметру области пустот для формирования области пустот на первой поверхности вместе с первой металлической призмой, в которой первая металлическая призма и вторая металлическая призма смещены друг от друга по периметру области пустот.

9. Нагревательная конструкция по п. 7, в которой первая металлическая призма определяет весь периметр области пустот.

10. Нагревательная конструкция по п. 7, в которой область пустот имеет диаметр в диапазоне от 300 нм до 600 нм.

11. Нагревательная конструкция по п. 1, в которой структура ППР выполнена с возможностью резонировать со светом с длиной волны в диапазоне от 380 нм до 780 нм.

12. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: источник света; и нагревательную конструкцию по п. 1, причем нагревательная конструкция выполнена с возможностью принимать свет от источника света.

13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 12, дополнительно содержащее тепловизор, расположенный над отражающим слоем.

14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 12, в котором расстояние между источником света и нагревательной конструкцией более 0 см и менее или равно 30 см.

15. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 12, в котором источник света выполнен с возможностью формирования светового пятна размером 0,2 мм или более и 1 мм или менее на нагревательной конструкции.