Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству для генерирования аэрозоля посредством индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей такие устройство и генерирующее аэрозоль изделие, причем указанное изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву.
Генерирующие аэрозоль системы на основе индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата, который способен образовывать пригодный для вдыхания аэрозоль, общеизвестны из уровня техники. Такие системы могут содержать генерирующее аэрозоль устройство, имеющее полость для приема субстрата, подлежащего нагреву. Субстрат может представлять собой неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, которое выполнено с возможностью использования с устройством. Для нагрева субстрата устройство может содержать индукционный нагреватель, который содержит индукционный источник, содержащий катушку индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости. Указанное поле используют для индукционного нагрева токоприемника (сусцептора), который размещают в тепловой близости к субстрату или в непосредственном физическом контакте с ним таким образом, чтобы нагревать субстрат. В целом, токоприемник может представлять собой либо неотъемлемую часть устройства, либо неотъемлемую часть изделия.
Для раздельного нагрева различных сегментов токоприемника и/или субстрата устройство может содержать множество катушек индуктивности для выборочного генерирования множества магнитных полей. Соответственно, индукционный источник может быть выполнен таким образом, чтобы при активном возбуждении одной из катушек для генерирования изменяющегося магнитного поля, другие катушки были неактивными. Обычно это достигается с помощью схемы управления, которая содержит транзисторный переключатель для каждой катушки индуктивности. Однако использование множества транзисторных переключателей требует точного управления операцией переключения, в частности, по времени, чтобы избежать серьезных повреждений транзисторов вследствие нежелательной перегрузки по мощности. Более того, зачастую невозможно эффективное предотвращение переноса неактивными катушками тока, индуцируемого активной катушкой, так что по-прежнему будет иметь место значительный нагрев там, где он на самом деле нежелателен.
Следовательно, было бы желательно иметь генерирующие аэрозоль устройство и систему для индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата с преимуществами решений, известных из уровня техники, но без их ограничений. В частности, было бы желательным иметь генерирующие аэрозоль устройство и систему с индукционным нагревом, содержащие схему управления для выборочного возбуждения множества катушек индуктивности, характеризующуюся низкой сложностью и высокой надежностью.
Согласно настоящему изобретению, предложено генерирующее аэрозоль устройство для генерирования аэрозоля посредством индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Устройство содержит кожух устройства, содержащий полость, выполненную с возможностью размещения в нем и удаления из него образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву. Устройство
дополнительно содержит по меньшей мере первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности. Первая катушка индуктивности расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри первой секции указанной полости. Вторая катушка индуктивности расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри второй секции указанной полости. Устройство дополнительно содержит схему управления для выборочного управления первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности для выборочного генерирования переменного магнитного поля внутри первой и второй секций соответственно. Схема управления содержит первый резонансный LC-контур и второй резонаторный LC-контур, причем первый резонансный LC-контур содержит первую катушку индуктивности и первый конденсатор, а второй резонансный LC-контур содержит вторую катушку индуктивности и второй конденсатор. Первый резонансный LC-контур имеет первую резонансную частоту, а второй резонансный LC-контур имеет вторую резонансную частоту, отличную от первой резонансной частоты. Схема управления дополнительно содержит генераторную схему возбуждения, содержащую генераторную катушку для выборочного генерирования переменного магнитного поля генератора с частотой, близкой к первой резонансной частоте или равной ей, или близкой ко второй резонансной частоте или равной ей. Генераторная катушка индукционно связана с первой катушкой индуктивности и со второй катушкой индуктивности таким образом, что переменное магнитное поле генерируется внутри первой секции, когда частота поля генератора близка к первой резонансной частоте или равна ей и таким образом она близка к резонансу или резонирует с первым резонансным LC-контуром, или переменное магнитное поле генерируется внутри второй секции, когда частота поля генератора близка ко второй резонансной частоте или равна ей и таким образом она близка к резонансу или резонирует со вторым резонансным LC-контуром.
Согласно настоящему изобретению было выяснено, что обеспечивается возможность выборочного возбуждения множества катушек индуктивности, используемых для выборочного генерирования множества магнитных полей, путем изготовления каждой катушечной части соответствующего резонансного LC-контура таким образом, чтобы она имела уникальную резонансную частоту, и путем обеспечения индукционной связи каждого резонансного LC-контура с генераторной катушкой возбуждения, которая может выборочно приводиться в действие на указанных уникальных частотах. В качестве преимущества, благодаря отличительным резонансным частотам, в достаточной степени предотвращается перенос неактивными катушками тока, индуцируемого активной катушкой, поскольку неактивные катушки не резонируют с текущей рабочей частотой генераторной катушки. В дополнение, данная схема управления меньше сложна и, в частности, она не требует точного управления множеством транзисторных переключателей.
Разность частот между первой резонансной частотой и второй резонансной частотой предпочтительно выбирают по меньшей мере настолько большой, насколько это необходимо для индукционного разъединения первой и второй катушек индуктивности друг с другом с тем, чтобы лишь одна из катушек могла функционировать в каждый момент времени, в то время как соответствующая другая катушка была неактивной и был в достаточной степени предотвращен перенос ею тока, индуцируемого активной катушкой. В целом, разность частот между первой и второй резонансными частотами зависит от многих факторов. Как будет более подробно описано ниже, указанная разность частот, в частности, зависит от добротности первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура соответственно. Добротность характеризует ширину полосы частот соответствующего резонансного контура относительно его центральной резонансной частоты. Высокая добротность обычно связана с малой шириной полосы частот, что, в свою очередь, обеспечивает меньшую разность частот между первой резонансной частотой и второй резонансной частотой.
Предпочтительно, первая резонансная частота находится в диапазоне от 1% (процента) до 20% (процентов) от второй резонансной частоты. Например, если вторая резонансная частота составляет 20 МГц (мегагерц), то первая резонансная частота находится в диапазоне от 200 кГц (килогерц) до 4 МГц (мегагерц). Разумеется, возможно также нахождение второй резонансной частоты в диапазоне от 1% (процента) до 20% (процентов) от первой резонансной частоты.
В абсолютных числах первая резонансная частота может отличаться от второй резонансной частоты на по меньшей мере 40 кГц (килогерц), в частности по меньшей мере 100 кГц (килогерц), предпочтительно по меньшей мере 200 кГц (килогерц), более предпочтительно по меньшей мере 500 кГц (килогерц) или 1 МГц (мегагерц). Например, первая резонансная частота отличается от второй резонансной частоты на 120 кГц (килогерц). Разность частот между первой и второй резонансными частотами в этом диапазоне особенно подходит для достаточного индукционного разъединения первой и второй катушек индуктивности друг с другом.
По этой же причине, по меньшей мере один из первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура, предпочтительно оба резонансных LC-контура, могут иметь добротность в диапазоне от 2 до 50, в частности от 2 до 20, например, 10. Используемый в данном документе термин «добротность» обозначает безразмерный параметр, который характеризует ширину полосы соответствующего резонансного контура относительно его центральной резонансной частоты и описывает, насколько незатухающими являются колебания в соответствующем резонансном контуре. Иначе говоря, добротность показывает отношение максимальной или пиковой энергии, накопленной в контуре (за счет реактивного сопротивления), к рассеиваемой энергии (за счет активного сопротивления) во время каждого цикла колебаний. Более высокая добротность указывает на более низкую скорость потери энергии относительно накопленной энергии резонатора; колебания затухают медленнее. Следовательно, увеличение добротности первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура приводит к уменьшению ширины полосы первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура, который в качестве преимущества подавляет связь соответствующего резонансного LC-контура с нерезонансными магнитными полями. Это, в свою очередь, предотвращает перенос соответствующими неактивными катушками тока, индуцируемого соответствующей активной катушкой. Кроме того, увеличение добротности первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура сводит к минимуму потери энергии в резонансных LC-контурах и таким образом повышает эффективность нагрева.
Первую резонансную частоту и вторую резонансную частоту предпочтительно выбирают таким образом, чтобы они находились в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц). Первая резонансная частота и вторая резонансная частота предпочтительно соответствуют рабочей частоте первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности соответственно. Например, по меньшей мере одна из первой резонансной частоты и второй резонансной частоты может находиться в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 300 кГц (килогерц), в частности от 150 кГц (килогерц) до 270 кГц (килогерц).
Соответствующая рабочая частота, в свою очередь, соответствует частоте переменного магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности в первой секции и второй секции указанной полости соответственно. Предпочтительно, соответствующие переменные магнитные поля представляют собой высокочастотные переменные магнитные поля. Согласно настоящему изобретению, высокочастотные магнитные поля может иметь частоту в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц). Такие значения доказали свою предпочтительность для индукционного нагрева в генерирующих аэрозоль устройствах. Соответственно, первая резонансная частота и вторая резонансная частота могут находиться в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц). Например, по меньшей мере одна из первой резонансной частоты и второй резонансной частоты может находиться в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 300 кГц (килогерц), в частности от 150 кГц (килогерц) до 270 кГц (килогерц).
Согласно настоящему изобретению, частота поля генератора близка к первой или второй резонансной частоте соответственно, если разность между частотой поля генератора и первой или второй резонансной частотой соответственно составляет меньше 500 кГц (килогерц), в частности меньше 100 кГц (килогерц), предпочтительно меньше 50 кГц (килогерц), более предпочтительно меньше 20 кГц (килогерц), еще более предпочтительно меньше 10 кГц (килогерц), наиболее предпочтительно меньше 5 кГц (килогерц).
Генераторная катушка предпочтительно расположена коаксиально с по меньшей мере одной, в частности каждой, из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. Благодаря коаксиальной компоновке, магнитное поле, генерируемое генераторной катушкой, в значительной степени перекрывается с первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности соответственно. В качестве преимущества, это усиливает индукционную связь между генераторной катушкой и первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности соответственно.
Аналогичным образом, генераторная катушка может по меньшей мере частично окружать по меньшей мере одну, в частности каждую, из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. В качестве преимущества, это также усиливает индукционную связь между генераторной катушкой и первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности соответственно.
Предпочтительно, генераторная катушка расположена коаксиально с по меньшей мере одной, в частности каждой, из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности и окружает ее. Иначе говоря, генераторная катушка может по меньшей мере частично окружать по меньшей мере одну, в частности каждую, из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности и быть расположенной коаксиально с нею. В качестве преимущества, это еще больше увеличивает перекрытие между магнитными полями разных катушек и, таким образом, индукционную связь между генераторной катушкой и первой и второй индукционными катушками.
По меньшей мере одна, в частности каждая, из генераторной катушки, первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности может представлять собой спиральную катушку. Спиральная конфигурация катушки особо предпочтительна для коаксиальной компоновки, в частности коаксиально окружающей компоновки генераторной катушки и первой и второй катушек индуктивности соответственно. В дополнение, использование спиральной катушки индуктивности в качестве преимущества обеспечивает по существу однородную конфигурацию поля во внутренней области катушки. Для предотвращения отложений на катушке индуктивности и/или возможной коррозии, по меньшей мере одна, в частности каждая, из генераторной катушки, первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности может содержать защитное покрытие или слой.
В случае спиральной катушки по меньшей мере одна, в частности каждая, из генераторной катушки, первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности может иметь, по существу, цилиндрическую форму. Аналогичным образом, поперечное сечение по меньшей мере одной, в частности каждой, из генераторной катушки, первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности, при наблюдении вдоль продольной оси соответствующей катушки, может представлять собой одно из круглого, овального, эллиптического, прямоугольного, квадратного, треугольного и многоугольного.
Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать концентратор магнитного потока для обеспечения индукционной связи генераторной катушки с по меньшей мере одной из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. В качестве преимущества, концентратор магнитного усиливает индукционную связь между этими катушками. Как использовано в настоящем документе, термин «концентратор потока» относится к элементу, который выполнен с возможностью концентрации магнитного поля, то есть искривления магнитного поля таким образом, чтобы плотность магнитного поля повышалась внутри конкретного объема. Соответственно, концентратор магнитного потока предпочтительно выполнен с возможностью искривления магнитного поля генераторной катушки в направлении по меньшей мере одной из области магнитного поля первой катушки индуктивности и области магнитного поля второй катушки индуктивности. Кроме того, концентратор магнитного потока может использоваться для уменьшения степени выхода магнитных полей за пределы различных катушек. Иначе говоря, концентратор магнитного потока предпочтительно действует как магнитный экран. В качестве преимущества, это может уменьшить нежелательный нагрев смежных токоприемных (сусцепторных) частей устройства, например, металлического наружного кожуха, или смежных токоприемных элементов, наружных по отношению к устройству. Благодаря уменьшению нежелательных потерь при нагреве, обеспечивается возможность дополнительного повышения эффективности генерирующего аэрозоль устройства.
Концентратор магнитного потока предпочтительно имеет высокую относительную магнитную проницаемость, которая способствует концентрированию и направлению магнитного поля или силовых линий магнитного поля, генерируемого генераторной катушкой. Используемый в данном документе термин «высокая относительная магнитная проницаемость» относится к относительной магнитной проницаемости, составляющей по меньшей мере 100, в частности по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, еще более предпочтительно по меньшей мере 50000, наиболее предпочтительно по меньшей мере 80000. Эти иллюстративные значения относятся к значениям относительной магнитной проницаемости при постоянном токе и температуре 25 градусов по Цельсию. Аналогичным образом, при частоте от 6 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц) и температуре 25 градусов по Цельсию относительная магнитная проницаемость предпочтительно составляет 80. Как использовано в настоящем документе и в рамках данной области техники термин «относительная магнитная проницаемость» относится к отношению магнитной проницаемости материала или среды, таких как концентратор магнитного потока, к магнитной проницаемости свободного пространства μ_0, где μ_0 равно 4п 10-7 Н⋅А2 (4⋅п⋅10-7 Ньютонов на квадратный Ампер). Соответственно, концентратор магнитного потока предпочтительно содержит, в частности, материал или материалы, имеющие относительную магнитную проницаемость по меньшей мере 100, в частности по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, еще более предпочтительно по меньшей мере 50000, наиболее предпочтительно по меньшей мере 80000. Как и в предыдущем случае, эти иллюстративные значения относятся к значениям относительной магнитной проницаемости при постоянном токе и температуре 2 5 градусов по Цельсию. Аналогичным образом, при частоте от 6 МГц (Мегагерц) до 10 МГц (Мегагерц) и температуре 25 градусов по Цельсию относительная магнитная проницаемость предпочтительно составляет 80.
Предпочтительно, концентратор магнитного потока содержит ферромагнитный материал, например, ферритовый материал, такой как ферритовые частицы или ферритовый порошок, удерживаемые в матрице, или любой другой подходящий материал, содержащий ферритовый материал, такой как ферритный чугун, ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь. Матрица может содержать связующее, например, полимер, такой как силикон. Ферромагнитный материал может содержать по меньшей мере один металл, выбранный из железа, никеля, меди, молибдена, марганца, кремния и их комбинаций.
Для возбуждения генераторной катушки с частотой, близкой к первой резонансной частоте или равной ей, или близкой ко второй резонансной частоте или равной ней, генераторная схема возбуждения предпочтительно содержит одиночный транзисторный переключатель, который выполнен с возможностью выборочного функционирования с частотой, близкой к первой резонансной частоты или равной ней, или близкой ко второй резонансной частоте или равной ней. В качестве преимущества, использование одиночного транзисторного переключателя для управления более чем одной катушкой индуктивности снижает сложность генераторной схемы возбуждения. Кроме того, использование одиночного транзисторного переключателя экономит пространство и таким образом обеспечивает очень компактную конструкцию генерирующего аэрозоль устройства.
Транзисторный переключатель может представлять собой транзистор любого типа. Например, транзисторный переключатель может быть реализован в виде биполярного плоскостного транзистора (bipolar-junction transistor, BJT). Однако более предпочтительным является транзисторный переключатель, реализованный в виде полевого транзистора (field effect transistor, FET), такого как полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET) или полевой транзистор со структурой металл-полупроводник (metal-semiconductor field effect transistor, MESFET).
Разные резонансные частоты первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура могут быть реализованы несколькими способами. В целом, резонансная частота LC-контура, содержащего катушку индуктивности и конденсатор, выражается формулой f=1/(2⋅п⋅корень квадратный из [L⋅C]), где f - резонансная частота в Герцах, L - индуктивность катушки индуктивности в Генри, и С - емкость конденсатора в Фарадах. Соответственно, конкретная резонансная частота может быть реализована посредством надлежащего выбора емкости конденсатора и индуктивности катушки индуктивности. Индуктивность катушки индуктивности зависит, среди прочего, от количества витков и, например, в случае спиральной катушки, от осевой длины и диаметра катушки. Соответственно, конкретная индуктивность катушки индуктивности может быть реализована путем надлежащего выбора количества витков, осевой длины и диаметра катушки. В целом, индуктивность увеличивается с увеличением количества витков. Аналогичным образом, индуктивность уменьшается с увеличением длины или с увеличением диаметра катушки.
Соответственно, разные резонансные частоты первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура могут быть реализованы с помощью по меньшей мере одного из следующего: путем обеспечения индуктивности первой катушки индуктивности, отличной от индуктивности второй катушки индуктивности, в частности большей или меньшей ее, или путем обеспечения емкости первого конденсатора, отличной от емкости второго конденсатора, в частности большей или меньшей ее.
Например, может быть предпочтительным, чтобы первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности были идентичными, в частности индуктивность первой катушки индуктивности была равна индуктивности второй катушки индуктивности. В этом случае разные резонансные частоты могут быть реализованы путем обеспечения емкости первого конденсатора первого резонансного LC-контура, меньшей емкости второго конденсатора второго резонансного LC-контура. Соответственно, индуктивность первой катушки индуктивности может быть равна индуктивности второй катушки индуктивности, и емкость первого конденсатора может быть меньше или больше емкости второго конденсатора. В частности, емкость первого конденсатора может быть на 2% (процента), предпочтительно 5% (процентов), более предпочтительно 10% (процентов) меньше или больше емкости второго конденсатора. Разумеется, возможно также, что емкость второго конденсатора меньше или больше, в частности на 2% (процента), предпочтительно 5% (процентов), более предпочтительно 10% (процентов) меньше или больше емкости первого конденсатора.
В качестве альтернативы, индуктивность первой катушки индуктивности может быть меньше или больше, в частности в два раза, предпочтительно в десять раз меньше или больше индуктивности второй катушки индуктивности, и емкость первого конденсатора может быть равна емкости второго конденсатора.
Аналогичным образом, возможно также, что индуктивность первой катушки индуктивности отличается от индуктивности второй катушки индуктивности, в частности больше или меньше нее, и что и емкость первого конденсатора отличается от емкости второго конденсатора, в частности больше или меньше нее.
В примере первая катушка индуктивности может содержать семь витков, а вторая катушка индуктивности может содержать девять витков, что приводит к тому, что индуктивность первой катушки индуктивности меньше, чем индуктивность второй катушки индуктивности.
По меньшей мере одна из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности может иметь индуктивность в диапазоне от 0,1 мкГ (микрогенри) до 2 мГ (миллигенри), в частности от 0,1 мкГ (микрогенри) до 1 мГ (миллигенри), предпочтительно от 0,3 мкГ (микрогенри) до 1,2 мкГ (микрогенри), более предпочтительно от 0,6 мкГ (микрогенри) до 0,9 мкГ (микрогенри). В зависимости от достигаемой частоты магнитного поля, значения емкости первого конденсатора и второго конденсатора могут быть выбраны соответствующим образом. Предпочтительно, по меньшей мере один из первого конденсатора и второго конденсатора имеет емкость в диапазоне от 0,1 нФ (нанофарады) до 20 мкФ (микрофарад), в частности от 1 нФ (нанофарады) до 5 мкФ (микрофарад), предпочтительно от 10 нФ (нанофарад) до 1 мкФ (микрофарады).
Как описано выше, переменные магнитные поля первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности используются для индукционного нагрева по меньшей мере одного токоприемника (сусцептора), который, в свою очередь, расположен в тепловой близости к субстрату или в непосредственном физическом контакте с ним таким образом, чтобы нагревать субстрат. В целом, по меньшей мере токоприемник может представлять собой либо неотъемлемую часть устройства, либо неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, которая содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву, и он может быть выполнен с возможностью размещения в полости и с возможностью удаления из нее генерирующего аэрозоль устройства
В качестве части устройства указанный по меньшей мере один токоприемник (сусцептор) может быть размещен по меньшей мере частично внутри указанной полости. Аналогичным образом, в качестве части генерирующего аэрозоль изделия указанный по меньшей мере один токоприемник может быть выполнен с возможностью размещения в полости генерирующего аэрозоль устройства при вставке изделия в полость устройства.
В частности, генерирующее аэрозоль устройство может содержать по меньшей мере один токоприемник, в частности один (одиночный) токоприемник или два токоприемника.
В случае одиночного токоприемника (сусцептора) этот токоприемник предпочтительно расположен в указанной полости таким образом, что первый участок токоприемника расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, в первой секции указанной полости, а второй участок токоприемника расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, во второй секции. Соответственно, при использовании устройства первый участок токоприемника испытывает воздействие магнитного поля первой катушки индуктивности, а второй участок токоприемника испытывает воздействие магнитного поля второй катушки индуктивности.
Аналогичным образом, если генерирующее аэрозоль устройство содержит множество токоприемников, в частности два токоприемника, то устройство может содержать первый токоприемник и второй токоприемник. Первый токоприемник и второй токоприемник предпочтительно расположены в указанной полости таким образом, что первый токоприемник расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, в первой секции полости, а второй токоприемник расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, во второй секции полости. Соответственно, при использовании устройства первый токоприемник испытывает воздействие магнитного поля первой катушки индуктивности, а второй токоприемник испытывает воздействие магнитного поля второй катушки индуктивности.
В качестве преимущества, первый участок и второй участок (одиночного) токоприемника, или первый токоприемник и второй токоприемник могут быть расположены или выполнены с возможностью расположения внутри образующего аэрозоль субстрата (субстратов) отдельно друг от друга таким образом, чтобы нагревать разные участки образующего аэрозоль субстрата, в частности первый участок и второй участок образующего аэрозоль субстрата, или нагревать разные образующие аэрозоль субстраты, в частности первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат.
Первый токоприемник и второй токоприемник могут быть выполнены в виде отдельных частей. В частности, первый токоприемник и второй токоприемник могут быть расположены или выполнены с возможностью расположения внутри образующего аэрозоль субстрата отдельно друг от друга.
Как использовано в настоящем документе, термин «токоприемник» обозначает элемент, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло под действием переменного электромагнитного поля. Это может быть результатом потерь на гистерезис и/или вихревых токов, индуцируемых в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала. Потери на гистерезис возникают в ферромагнитных или ферримагнитных токоприемниках вследствие перемагничивания магнитных доменов внутри материала под действием переменного электромагнитного поля. Вихревые токи могут индуцироваться, если токоприемник является электропроводным. В случае электропроводного ферромагнитного или ферримагнитного токоприемника тепло может генерироваться за счет как вихревых токов, так и потерь на гистерезис.
Соответственно, указанный по меньшей мере один токоприемный элемент может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Указанный по меньшей мере один токоприемник может содержат металл или углерод. Указанный по меньшей мере один токоприемник может содержать ферромагнитный материал, например, ферритный чугун или ферромагнитную сталь, или нержавеющую сталь. Предпочтительный токоприемник может быть выполнен из нержавеющих сталей серии 4 00, например, нержавеющей стали марки 410, или марки 420, или марки 430. Еще один подходящий токоприемник может содержать алюминий.
Указанный по меньшей мере один токоприемник может иметь множество геометрических конфигураций. Указанный по меньшей мере один токоприемник может содержать или представлять собой токоприемный штырь, токоприемный стержень, токоприемное лезвие, токопримную полоску или токоприемную пластину. Если токоприемник представляет собой часть генерирующего аэрозоль устройства, то указанные токоприемный штырь, токоприемный стержень, токоприемнное лезвие, токоприемная полоса или токоприемная пластина могут выступать в полость устройства, предпочтительно в направлении отверстия указанной полости для вставки генерирующего аэрозоль изделия в указанную полость.
Указанный по меньшей мере один токоприемник может содержать или может представлять собой нитевидный токоприемник, сетчатый токоприемник или фитильный токоприемник.
Аналогичным образом, указанный по меньшей мере один токоприемник может содержать или может представлять собой токоприемную гильзу, токоприемную чашу, цилиндрический токоприемник или трубчатый токоприемник. Предпочтительно, внутренняя полость токоприемной гильзы, токоприемной чаши, цилиндрического токоприемника или трубчатого токоприемника выполнена с возможностью размещения в ней и с возможностью удаления из нее по меньшей мере части образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву.
Вышеуказанные токоприемники могут иметь любую форму поперечного сечения, например, круглую, овальную, квадратную, прямоугольную, треугольную или любую другую подходящую форму.
Как использовано в настоящем документе, термин «генерирующее аэрозоль устройство» в целом относится к электрическому устройству, которое способно взаимодействовать с по меньшей мере одним образующим аэрозоль субстратом, в частности с образующим аэрозоль субстратом, обеспеченным внутри генерирующего аэрозоль изделия таким образом, чтобы генерировать аэрозоль в результате нагрева субстрата. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство представляет собой ингаляционное устройство для генерирования аэрозоля, который пригоднее для непосредственного вдыхания пользователем через рот.В частности, генерирующее аэрозоль устройство представляет удерживаемое в руке генерирующее аэрозоль устройство.
Схема управления согласно настоящему изобретению может образовывать часть контроллера генерирующего аэрозоль устройства, который выполнен с возможностью управления работой устройства, или она может образовывать весь этот контроллер. В частности, контроллер может быть выполнен с возможностью управления выполнением процесса индукционного нагрева, в частности индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата (субстратов), до заданной рабочей температуры.
Рабочая температура, используемая для нагрева образующего аэрозоль субстрата (субстратов), может составлять по меньшей мере 180 градусов по Цельсию, в частности по меньшей мере 300 градусов по Цельсию, предпочтительно по меньшей мере 350 градусов по Цельсию, более предпочтительно по меньшей мере 37 0 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно по меньшей мере 400 градусов по Цельсию. Эти температуры представляют собой обычные рабочие температуры для нагрева, но не сжигания, образующего аэрозоль субстрата. Например, рабочая температура может находиться в диапазоне от 180 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию, в частности от 180 градусов по Цельсию до 240 градусов по Цельсию или от 280 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию. В целом, рабочая температура может зависеть от по меньшей мере одного из типа образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву, конфигурации токоприемника и расположения токоприемника относительно образующего аэрозоль субстрата при использовании системы. Например, если токоприемник выполнен и расположен таким образом, что он окружает образующий аэрозоль субстрат при использовании системы, то рабочая температура может находиться в диапазоне от 180 градусов по Цельсию до 240 градусов по Цельсию. Аналогичным образом, если токоприемник выполнен таким образом, что он расположен внутри образующего аэрозоль субстрата при использовании системы, то рабочая температура может находиться в диапазоне от 280 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию.
Контроллер может содержать микропроцессор, например, программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (application specific integrated chip, ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление.
Контроллер может быть выполнен с возможностью генерирования и подачи переменного сигнала возбуждения на генераторную схему, в частности на одиночный транзисторный переключатель (в частности, на затвор одиночного транзисторного переключателя), для приведения в действие генераторной схемы, в частности указанного одиночного транзисторного переключателя, с частотой, близкой к первой резонансной частоты или равной ей, или близкой к второй резонансной частоте или равной ей. Иначе говоря, контроллер может быть выполнен с возможностью генерирования и подачи переменного сигнала возбуждения с различными частотами, в частности с первой частотой, близкой к первой резонансной частоте или равной ей, и со второй частотой, близкой ко второй резонансной частоте или равной ей. Например, контроллер может содержать генератор с регулируемыми тактовой частотой или напряжением, который выполнен с возможностью обеспечения соответствующих переменных сигналов возбуждения.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать источник питания, в частности источник питания постоянного тока, выполненный с возможностью подачи питающего напряжения постоянного тока и питающего постоянного тока на контроллер. В частности, напряжение постоянного тока может подаваться на стоковый вход и истоковый вход указанного одиночного транзисторного переключателя. Предпочтительно, источник питания представляет собой батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, то есть источник питания может быть перезаряжаемым. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов использования. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций индукционной нагревательной компоновки.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать основной корпус, который предпочтительно содержит по меньшей мере одно из следующего: схему управления, в частности первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности, первый конденсатор и второй конденсатор, генераторную схему возбуждения, генераторную катушку, одиночный транзисторный переключатель (при его наличии), концентратор потока (при его наличии), по меньшей мере один токоприемник (при его наличии) и по меньшей мере часть указанной полости.
В дополнение к основному корпусу, генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать мундштук, в частности, в том случае, если генерирующее аэрозоль изделие, подлежащее использованию с устройством, не содержит мундштук. Мундштук может быть установлен на основном корпусе устройства. Мундштук может быть выполнен с возможностью закрытия указанной полости при установке мундштука на основном корпусе. Для прикрепления мундштука к основному корпусу ближний концевой участок основного корпуса может содержать магнитное или механическое крепление, например, штыковое крепление или защелкивающееся крепление, которое взаимодействует с соответствующей ответной частью на дальнем концевом участке мундштука. Если устройство не содержит мундштук, то генерирующее аэрозоль изделие, подлежащее использованию с генерирующим аэрозоль устройством, может содержать мундштук, например, фильтрующий сегмент.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха, например, выпускное отверстие для воздуха в мундштуке (при его наличии).
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство содержит путь для воздуха, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха через приемную полость и, возможно, далее до выпускного отверстия для воздуха в мундштуке, при его наличии. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха, сообщающееся по текучей среде с указанной полостью. Соответственно, генерирующая аэрозоль система может содержать путь для воздуха, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха в приемную полость и, возможно, далее через образующий аэрозоль субстрат внутри изделия и через мундштук в рот пользователя.
Первая катушка индуктивности, вторая катушка индуктивности, первый конденсатор, второй конденсатор, генераторная катушка и концентратор магнитного потока (при его наличии) могут представлять собой часть индукционного модуля, который расположен внутри кожуха устройства и образует по меньшей мере часть полости устройства или окружает ее по периферии, в частности расположен с возможностью удаления вокруг по меньшей мере части указанной полости устройства.
Согласно настоящему изобретению, также предложена генерирующая аэрозоль система, которая содержит генерирующее аэрозоль устройство согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе. Система дополнительно содержит генерирующее аэрозоль изделие для использования с указанным устройством, причем указанное изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий индукционному нагреву с помощью устройства. Генерирующее аэрозоль изделие размещено или выполнено с возможностью по меньшей мере частичного размещения в полости устройства.
Как использовано в настоящем документе, термин «генерирующая аэрозоль система» относится к комбинации генерирующего аэрозоль изделия, дополнительно описанного в данном документе, с генерирующим аэрозоль устройством согласно настоящему изобретению, описанным в данном документе. В системе изделие и устройство взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
Как использовано в настоящем документе, термин «генерирующее аэрозоль изделие» относится к изделию, содержащему по меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат, который при нагреве выделяет летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль изделие представляет собой нагреваемое генерирующее аэрозоль изделие. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат, который предназначен для нагрева, а не сжигания, с целью выделения летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой расходную часть, в частности расходную часть, подлежащую отправке в отходы после однократного использования. Например, изделие может представлять собой картридж, содержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. В качестве альтернативы, изделие может представлять собой стержнеобразное изделие, в частности табачное изделие, похожее на обычные сигареты.
Как использовано в настоящем документе, термин «образующий аэрозоль субстрат» обозначает субстрат, изготовленный из образующего аэрозоль материала, который способен выделять летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля, или содержащий этот материал. Образующий аэрозоль субстрат предназначен для нагрева, а не сжигания, с целью выделения летучих соединений, образующих аэрозоль. Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой твердый или жидкий образующий аэрозоль субстрат, или гелеобразный образующий аэрозоль субстрат, или любую их комбинацию. Например, образующий аэрозоль субстрат может содержать твердые и жидкие компоненты, или жидкие и гелеобразные компоненты, или твердые и гелеобразные компоненты, или жидкие, твердые и гелеобразные компоненты. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из субстрата при нагреве. В качестве альтернативы или дополнительно, образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не являющийся табаком. Образующий аэрозоль субстрат может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин, триацетин (глицерина триацетат) и пропиленгликоль. Образующий аэрозоль субстрат может также содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или ароматизаторы. Образующий аэрозоль субстрат может также представлять собой пастообразный материал, пакетик из пористого материала, содержащий образующий аэрозоль субстрат, или, например, рассыпной табак, смешанный с гелеобразующим средством или клейким веществом, который может содержать обычное вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин, и который спрессован или отформован в виде заглушки.
Как упомянуто выше, указанный по меньшей мере один токоприемный элемент, используемый для индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата (субстратов), может представлять собой неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, а не часть генерирующего аэрозоль устройства. Соответственно, генерирующее аэрозоль изделие может содержать по меньшей мере один токоприемник, расположенный в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте с ним, так что при использовании обеспечивается возможность индукционного нагрева токоприемника посредством индукционной нагревательной компоновки при размещении изделия в полости устройства. В частности, образующий аэрозоль субстрат может содержать один (одиночный) токоприемник или два токоприемника.
В случае одиночного токоприемника, этот токоприемник может быть расположен внутри изделия таким образом, что при вставке изделия в полость устройства первый участок токоприемника будет расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, внутри первой секции указанной полости, а второй участок токоприемника будет расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, внутри второй секции. Соответственно, при использовании системы первый участок токоприемника испытывает воздействие магнитного поля первой катушки индуктивности, а второй участок токоприемника испытывает воздействие магнитного поля второй катушки индуктивности.
Аналогичным образом, если генерирующее аэрозоль изделие содержит множество токоприемников, в частности два токоприемника, то изделие может содержать первый токоприемник и второй токоприемник. Первый токоприемник и второй токоприемник могут быть расположены внутри изделия таким образом, что при вставке изделия в полость устройства первый токоприемник будет расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, внутри первой секции указанной полости, а второй токоприемник будет расположен по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, во второй секции полости. Соответственно, при использовании системы первый токоприемник испытывает воздействие магнитного поля первой катушки индуктивности, а второй токоприемник испытывает воздействие магнитного поля второй катушки индуктивности. Первый токоприемник и второй токоприемник могут быть выполнены в виде отдельных частей.
В качестве преимущества, первая и вторая секции (одиночного) токоприемника или первый и второй токоприемники могут быть расположены внутри образующего аэрозоль субстрата (субстратов) отдельно друг от друга таким образом, чтобы нагревать разные участки образующего аэрозоль субстрата, в частности первый участок и второй участок образующего аэрозоль субстрата, или нагревать разные образующие аэрозоль субстраты, в частности первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат, которые расположены в разных местах внутри изделия.
Соответственно, генерирующее аэрозоль изделие может содержать первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат, расположенные в разных местах внутри изделия. В частности, первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат могут отличаться друг от друга по меньшей мере одним из следующего: составом, композицией, вкусом/ароматом, текстурой или состоянием вещества (твердое, гелеобразное, жидкое).
Дополнительные признаки и преимущества генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению были описаны в отношении генерирующего аэрозоль устройства и повторно описываться не будут.
Разумеется, возможен вариант, когда генерирующее аэрозоль устройство согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе, выполнено с возможностью раздельного нагрева более чем двух образующих аэрозоль субстратов или более чем двух участков образующего аэрозоль субстрата. Соответственно, генерирующее аэрозоль устройство согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе, может содержать более чем две катушки индуктивности, например, три, четыре, пять или более катушек индуктивности, для создания соответствующего переменного магнитного поля в более чем двух секциях указанной полости, например, в трех, четырех, пяти или более секциях. Соответственно, генерирующее аэрозоль устройство может содержать более чем два резонансных LC-контура, по одному для каждой катушки, причем каждый резонансный LC-контур содержит одну из указанных катушек и соответствующий конденсатор и имеет резонансную частоту, которая отличается от каждой из резонансных частот соответствующих других резонансных LC-контуров. Аналогичным образом, генераторная схема возбуждения, содержащая генераторную катушку, может быть выполнена с возможностью выборочного генерирования переменного магнитного поля возбуждения с частотой, близкой к более чем двум частотам или равной им, а именно близкой к соответствующим резонансным частотам разных резонансных LC-контуров или равной им. Соответственно, генерирующее аэрозоль изделие согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе, может содержать более чем два участка образующего аэрозоль субстрата, например, три, четыре, пять или более участков. Аналогичным образом, такое изделие может содержать более чем два образующих аэрозоль субстрата, например, три, четыре, пять или более образующих аэрозоль субстратов. Соответственно, если токоприемник (токоприемники) является или являются частью генерирующего аэрозоль устройства, то устройство может содержать токоприемник, содержащий более чем два участка, например, три, четыре, пять или более участков. Аналогичным образом, устройство может содержать более чем два токоприемника, например, три, четыре, пять или более. И наоборот, если токоприемник (токоприемники) является или являются частью генерирующего аэрозоль изделия, то изделие может содержать токоприемник, содержащий более чем два участка, например, три, четыре, пять или более. Аналогичным образом, изделие может содержать более чем два токоприемника, например, три, четыре, пять или более токоприемников.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на Фиг. 1 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 2 схематически показан иллюстративный вариант осуществления схемы управления, которая может использоваться в генерирующей аэрозоль системе по Фиг. 1;
на Фиг. 3 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 4 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения; и
на Фиг. 5 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 1 схематически показан первый иллюстративный вариант осуществления генерирующей аэрозоль системы 1 согласно настоящему изобретению. Система 1 выполнена с возможностью генерирования аэрозоля в результате индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата 91, в частности, по секциям или по участкам. Система 1 содержит два основных компонента: генерирующее аэрозоль изделие 90, содержащее образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву, и генерирующее аэрозоль устройство 10 для использования с изделием 90. Устройство 10 содержит полость 20 для приема изделия 90 и индукционную нагревающую компоновку 30 для нагрева субстрата внутри изделия 90 при вставке изделия 90 в полость 20.
Изделие 90 имеет стержнеобразную форму, по существу схожую с формой обычной сигареты. В данном варианте осуществления изделие 90 содержит четыре элемента, расположенных с коаксиальным выравниванием: субстратный сегмент 91, опорный сегмент 92, сегмент 94 для охлаждения аэрозоля и фильтрующий сегмент 95. Субстратный сегмент расположен на дальнем конце изделия 90 и содержит образующий аэрозоль субстрат 91, подлежащий нагреву. Образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля. Опорный элемент 92 содержит полую сердцевину, образующую центральный проход 93 для воздуха. Сегмент 94 для охлаждения аэрозоля используется для охлаждения испаренных компонентов образующего аэрозоль субстрата. Фильтрующий сегмент 95 служит в качестве мундштука и может содержать, например, ацетилцеллюлозные волокна. Все четыре указанных элемента представляют собой, по существу, цилиндрические элементы, расположенные последовательно один за другим. Сегменты имеют, по существу, одинаковый диаметр и окружены наружной оберткой 99, изготовленной из сигаретной бумаги, с образованием цилиндрического стержня.
Устройство 10 содержит, по существу, стержнеобразный основной корпус 11, образованный, по существу, цилиндрическим кожухом устройства. Внутри дальнего участка 13 устройство 10 содержит источник 16 питания, например, литий-ионную батарею, и схему 17 управления, предназначенную для управления работой устройства 10, в частности для управления процессом индукционного нагрева.
Внутри ближнего участка 14, противоположного дальнему участку 13, устройство 10 содержит полость 20. Приемная полость 20 открыта на ближнем конце 12 устройства 10, таким образом обеспечивая возможность легкой вставки изделия 90 в приемную полость 20. Нижняя часть 25 полости 20 отделяет дальний участок 13 устройства 10 от ближнего участка 14 устройства 10, в частности от полости 20. Предпочтительно, нижняя часть 25 изготовлена из теплоизоляционного материала, например, РЕЕК (полиэфирэфиркетона). Таким образом обеспечивается возможность поддержания электрических компонентов схемы 17 управления внутри дальнего участка 13 отдельно от тепла, аэрозоля или остатков, образующихся внутри полости 20 во время нагрева субстрата 91.
Генерирующее аэрозоль устройство 10 согласно данному варианту осуществления выполнено с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата внутри субстратного сегмента 91 по секциям, то есть с раздельным нагревом разных участков образующего аэрозоль субстрата. В данном варианте осуществления устройство 10 выполнено с возможностью раздельного нагрева первого участка 96 и секции 97 образующего аэрозоль субстрата. Воображаемое разделение образующего аэрозоль субстрата на первый и второй участки 96, 97 показано пунктирной линией 98 на Фиг. 1.
Для раздельного нагрева первого и второго участков 96, 97, индукционная нагревательная компоновка 30 содержит первую катушку 31 индуктивности и вторую катушку 32 индуктивности. Первая катушка индуктивности 31 расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри первой секции 21 полости 20, в то время как вторая катушка 32 индуктивности расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри второй секции полости 22. Первая и вторая секции 21, 22 полости 20 соответствуют местоположениям первого и второго участков 96, 97 образующего аэрозоль субстрата при размещении генерирующего аэрозоль изделия 90 в полости 20.
Индуктивное нагревательное устройство 30 дополнительно содержит токоприемник 60, который расположен в полости 2 0 таким образом, что первый участок 61 токоприемник 60 испытывает воздействие электромагнитного поля, генерируемого первой катушкой 31 индуктивности, а второй участок 62 токоприемника 60 испытывает воздействие электромагнитного поля, генерируемого второй катушкой 32 индуктивности.
В данном варианте осуществления токоприемник 60 представляет собой токоприемное лезвие, которое закреплено в нижней части 25 полости 20 своим дальним концом. Отсюда токоприемное лезвие проходит во внутреннее пространство приемной полости 20 в направлении отверстия полости 20 на ближнем конце 12 устройства 10. Другой конец токоприемного лезвия 60, то есть дальний свободный конец, сужается таким образом, что обеспечивается возможность легкого проникновения токоприемного лезвия в образующий аэрозоль субстрат внутри дальнего концевого участка изделия 90. Как можно видеть на Фиг. 1, при размещении генерирующего аэрозоль изделия 90 в полости 20, первый участок 61 токоприемник 60 расположен внутри первого участка 96 образующего аэрозоль субстрата, в то время как второй участок 62 токоприемника 60 расположен внутри второго участка 97 субстрата. Вместо лезвия токоприемник может также представлять собой токоприемный штырь или токоприемный стержень.
Таким образом, при активации первой катушки 31 индуктивности переменное электромагнитное поле генерируется, по существу, лишь внутри первой секции 21 полости 20. В результате, вихревые токи и/или потери на гистерезис, вызывающие нагрев, создаются лишь на первом участке 61 сусцептора 60, в зависимости от магнитных и электрических свойств сусцепторного материала. Таким образом, нагревается, по существу, лишь первый участок 61 токоприемника 60, в то время как второй участок 62 токоприемника 60 остается, по существу, ненагретым, когда вторая катушка 32 неактивна. Соответственно, нагревается лишь первый участок 96 субстрата таким образом, что образуется аэрозоль, который может втягиваться дальше по потоку через генерирующее аэрозоль изделие 90 для вдыхания пользователем. Аналогичным образом, при активации второй катушки 32 индуктивности переменное электромагнитное поле генерируется, по существу, лишь во второй секции 22 полости 20, что приводит к индукционному нагреву лишь второго участка 62 токоприемника 60, в то время как первый участок 61 токоприемника 60 остается, по существу, ненагретым. В результате нагревается лишь второй участок 97 субстрата таким образом, что образуется аэрозоль, который может втягиваться дальше по потоку через генерирующее аэрозоль изделие 90 для вдыхания пользователем.
Для обеспечения возможности того, чтобы первая катушка 31 индуктивности и вторая катушка 32 индуктивности активировались независимо друг от друга и таким образом происходило выборочное генерирование переменного магнитного поля либо внутри первой секции 21, либо внутри второй секции 22 полости 20, каждая катушка 31, 32 выполнена в виде части резонансного LC-контура, который имеет уникальную резонансную частоту. Каждый резонансный LC-контур индукционно связан с (общей) генераторной катушкой 32 возбуждения, которая может выборочно приводиться в действие с частотой, близкой к указанным отличительным резонансным частотам или равной им. Иначе говоря, настоящее изобретение основано на индукционном возбуждении первой и второй катушек 31, 32 индуктивности, однако каждая катушка имеет отличную от других частоту возбуждения с тем, чтобы обеспечивалось индукционное разделение функционирования первой и второй катушек индуктивности 31, 32 между собой.
На Фиг. 2 схематически показан иллюстративный вариант осуществления схемы 18 управления, которая может использоваться в генерирующей аэрозоль системе согласно Фиг. 1. Согласно основной идее, описанной выше, схема 18 управления содержит первый резонансный LC-контур 51 и второй резонансный LC-контур 52, причем первый резонансный LC-контур 51 содержит первую катушку 31 индуктивности и первый конденсатор 41, а второй резонансный LC-контур 52 содержит вторую катушку 32 индуктивности и второй конденсатор 42. Первый резонансный LC-контур 51 имеет первую резонансную частоту f1, в то время как второй резонансный LC-контур 52 имеет вторую резонансную частоту f2, отличную от первой резонансной частоты f1. Схема 18 управления дополнительно содержит генераторную схему 35 возбуждения, содержащую генераторную катушку 33 (также показанную на Фиг. 1), для выборочного генерирования переменного магнитного поля генератора с частотой, близкой к первой резонансной частоте f1 или равной ей, или близкой ко второй резонансной частоте f2 или равной ей. Генераторная катушка 33 индуктивности имеет индукционную связь с обеими из первой катушки 31 индуктивности и второй катушки 32 индуктивности. Однако, вследствие разности между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2, переменное магнитное поле генератора, создаваемое генераторной катушкой 33, по существу, воздействует лишь на первую катушку 31 индуктивности или на первый резонансный LC-контур 51 соответственно, когда частота магнитного поля генератора близка к первой резонансной частоте f1, т.е. резонансной частоте первого резонансного LC-контура 51, или равна ей. И наоборот, переменное магнитное поле генератора, создаваемое генераторной катушкой 33, по существу, воздействует лишь на вторую катушку 32 индуктивности или на второй резонансный LC-контур 52 соответственно, когда частота магнитного поля генератора близка ко второй резонансной частоте f2, т.е. резонансной частоте второго резонансного LC-контура 52, или равна ей.
Соответственно, согласно Фиг. 1, переменное магнитное поле генерируется внутри первой секции 21 полости 20, когда частота поля генератора близка к первой резонансной частоте f1 или равна ей, и таким образом она близка к резонансу или резонирует с первым резонансным LC-контуром 51. Аналогичным образом, переменное магнитное поле генерируется внутри второй секции 22 полости 21, когда частота поля генератора близка ко второй резонансной частоте f2 или равна ней, и таким образом она близка к резонансу или резонирует со вторым резонансным LC-контуром.
В качестве преимущества, разность между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2 также предотвращает перенос соответствующей неактивной катушкой тока, индуцируемого активной катушкой, когда неактивная катушка, по существу, не резонирует на текущей рабочей частоте генераторной катушки 33.
Предпочтительно, разность между первой резонансной частотой f1 и второй резонансной частотой f2 составляет по меньшей мере 40 кГц (килогерц), в частности по меньшей мере 100 кГц (килогерц), предпочтительно по меньшей мере 100 кГц (килогерц), более предпочтительно по меньшей мере 500 кГц (килогерц) или по меньшей мере 1 МГц (мегагерц). Например, первая резонансная частота отличается от второй резонансной частоты на 120 кГц (килогерц). Первую резонансную частоту и вторую резонансную частоту предпочтительно выбирают таким образом, чтобы они находились в диапазоне от 100 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц). Например, первая резонансная частота может составлять 150 кГц (килогерц), а вторая резонансная частота может составлять 270 кГц (килогерц).
Первая катушка 31 индуктивности и вторая катушка 32 индуктивности могут иметь индуктивность, например, в диапазоне от 0,3 мкГ (микрогенри) до 1,2 мкГ (микрогенри), предпочтительно от 0,6 мкГ (микрогенри) до 0,9 мкГ (микрогенри). В зависимости от частоты достигаемого магнитного поля, значения емкости первого конденсатора 41 и второго конденсатора 42 могут быть выбраны соответствующим образом. Предпочтительно, первый конденсатор 41 и второй конденсатор 42 имеют емкость в диапазоне от 1 нФ (нанофарады) до 10 мкФ (микрофарад), в частности от 10 нФ (нанофарад) до 2 мкФ (микрофарад).
Для возбуждения генераторной катушки 33 с частотой, близкой к первой резонансной частоте f1 или равной ей, или близкой ко второй резонансной частоте f2 или равной ей, генераторная схема 35 возбуждения согласно варианту осуществления, показанному на Фиг. 2, содержит одиночный транзисторный переключатель 70, который выполнен с возможностью выборочного приведения в действие с частотой, близкой к первой резонансной частоте f1 или равной ей, или близкой ко второй резонансной частоте f2 или равной ей. В данном варианте осуществления переключатель 70 представляет собой полевой транзистор (FET), который имеет затворный вход 71 для управления затворным электродом. Истоковый вход 72 и стоковый выход 73 полевого транзистора последовательно соединены с генераторной катушкой 33 и источником 16 питания, который может соответствовать источнику 16 питания, показанному на Фиг. 1. Соответственно, путем подачи на затворный вход 71 переменного сигнала возбуждения, имеющего частоту возбуждения, близкую к первой или второй резонансной частоте f1, f2 или равную им, генераторная катушка 33 поочередно включается и выключается с этой частотой возбуждения. Такое включение и выключение приводит к генерированию генератором 32 магнитного поля с частотой, близкой к первой или второй резонансной частоте f1, f2 или равной им, вследствие изменения магнитного потока внутри генераторной катушки 33. Переменный сигнал возбуждения схематически показан на Фиг. 2 двумя прямоугольными сигналами с частотой f1 и f2. Предпочтительно, генерируют переменный сигнал возбуждения и подают его на генераторную схему 35 с помощью схемы 17 управления, показанной на Фиг. 1.
Как можно видеть на Фиг. 1, первая и вторая катушки 31, 32 индуктивности представляют собой спиральные катушки, окружающие по окружности первую и вторую секции 21, 22 цилиндрической полости 20 соответственно. Каждая из первой и второй катушек 31, 32 индуктивности состоит из множества витков проволоки, проходящих вдоль продольной оси соответствующей катушки 31, 32. Проволока может иметь любую подходящую форму сечения, например, квадратную, овальную или треугольную. В данном варианте осуществления проволока имеет круглое сечение. В других вариантах осуществления проволока может иметь плоскую форму поперечного сечения. По существу, то же самое имеет место в генераторной катушке 33.
Как дополнительно можно видеть на Фиг. 1, генераторная катушка 33 расположена коаксиально с каждой из первой катушки 31 индуктивности и второй катушки 32 индуктивности и частично окружает каждую из них. В качестве преимущества, это увеличивает перекрытие между магнитными полями разных катушек и, таким образом, усиливает индукционную связь между генераторной катушкой и первой и второй катушкой индуктивности соответственно.
На Фиг. 3 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы 101 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Система 101 согласно Фиг. 3 подобно очень схожа с системой 1 согласно Фиг. 1. Поэтому идентичные или схожие признаки обозначены такими же ссылочными номерами, но увеличенными на 100. В отличие от генерирующей аэрозоль системы 1 согласно первому варианту осуществления, система 101 согласно второму варианту осуществления содержит генерирующее аэрозоль изделие 190, которое содержит первый образующий аэрозоль субстрат 196 и второй образующий аэрозоль субстрат 197, расположенные последовательно один за другим на дальнем концевом участке изделия 190. Первый и второй образующие аэрозоль субстраты 196, 197 отличаются друг от друга с точки зрения их составов и ингредиентов для обогащения ощущений от использования.
Кроме того, в отличие от системы 1 согласно Фиг. 1, система 101 согласно Фиг. 3 содержит два токоприемника, которые представляют собой не часть генерирующего аэрозоль устройства 110, а часть генерирующего аэрозоль изделия 190. Первый лентообразный токоприемник 161 расположен внутри первого образующего аэрозоль субстрата 196. Аналогичным образом, второй лентообразный токоприемник 162 расположен внутри второго образующего аэрозоль субстрата 197. Оба токоприемника 161, 162 расположены по центру внутри соответствующего образующего аэрозоль субстрата, проходящего, по существу, вдоль продольной центральной оси генерирующего аэрозоль изделия 190. В частности, токоприемники 161, 162 выполнены как отдельные части, расположенные на расстоянии друг от друга, что приводит к термическому отделению токоприемников 161, 162 друг от друга.
При вставке изделия 190 в полость 120 устройства 110, первый токоприемник 161 и первый образующий аэрозоль субстрат 196 будут расположены внутри первой секции 121 полости 120. Аналогичным образом, второй токоприемник 162 и второй образующий аэрозоль субстрат 197 будут расположены внутри второго участка 122 полости 120. Следовательно, при использовании системы 101 первый токоприемник 161 испытывает воздействие магнитного поля первой катушки 131 индуктивности, в то время как второй токоприемник 162 испытывает воздействие магнитного поля второй катушки 132 индуктивности, что обеспечивает возможность нагрева первого и второго образующих аэрозоль субстратов 196, 197 отдельно друг от друга.
Генерирующее аэрозоль устройство 110 согласно второму варианту осуществления дополнительно отличается от устройства 10 согласно первому варианту осуществления наличием концентратора 180 потока, который расположен коаксиально вокруг первой катушки 131 индуктивности, второй катушки 132 индуктивности и генераторной катушки 133. В настоящем варианте осуществления концентратор 180 потока представляет собой цилиндрический элемент, изготовленный из материала, имеющего высокую относительную магнитную проницаемость, например, из ферромагнитной нержавеющей стали. Концентратор 180 потока расположен и выполнен с возможностью искривления магнитного поля генераторной катушки 133 в направлении области магнитного поля первой катушки 131 индуктивности и второй катушки 132 индуктивности, таким образом усиливая магнитную связь между генераторной катушкой 133 и первой и второй катушками 131, 132 индуктивности. В дополнение, как описано выше, концентратор магнитного потока действует как магнитный экран.
За исключением этого, генерирующее аэрозоль устройство по Фиг. 3, идентично устройству согласно Фиг. 1.
На Фиг. 4 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы 201 согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Система 201 согласно Фиг. 4 очень схожа с системой 101 согласно Фиг. 3. Поэтому идентичные или схожие признаки обозначены такими же ссылочными номерами, но увеличенными на 100. В отличие от генерирующей аэрозоль системы 101 согласно второму варианту осуществления, система 201 согласно третьему варианту осуществления содержит первый токоприемник 261 и второй токоприемник 262, которые представляют собой часть генерирующего аэрозоль устройства 210, но не часть изделия 290. В данном варианте осуществления первый и второй токоприемник 261, 262 представляют собой токоприемные гильзы.
Первый токоприемник 261 в виде гильзы расположен на внутренней поверхности полости 220 в пределах наружной окружной периферии первой секции 221 полости 220. Здесь, при использовании устройства 210, первый токоприемник 261 испытывает воздействие, по существу, лишь магнитного поля первой катушки 231 индуктивности. Аналогичным образом, второй токоприемник 2 62 в виде гильзы расположен на внутренней поверхности полости 220 в пределах наружной окружной периферии второй секции 222 полости 220. Здесь, при использовании устройства 210, второй токоприемник 262 испытывает воздействие, по существу, лишь магнитного поля второй катушки 232 индуктивности. В частности, первый и второй токоприемники 261, 262 выполнены в виде отдельных частей, расположенных на расстоянии друг от друга, что приводит к термическому отделению токоприемников 261, 262 друг от друга.
Как описано выше применительно к Фиг. 3, первый и второй образующие аэрозоль субстраты 296, 297 расположены внутри изделии 290 таким образом, что при вставке изделия 290 в полость 220 устройства 210 первый образующий аэрозоль субстрат 296 будет расположен внутри первой секции 221 полости 220, а второй образующий аэрозоль субстрат 297 будет расположен во второй секции 222 полости 220. Таким образом обеспечивается возможность нагрева первого и второго образующих аэрозоль субстратов 296, 297 отдельно друг от друга.
На Фиг. 5 показан схематический вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы 301 согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 301 согласно Фиг. 5 очень схожа с системой 201 согласно Фиг. 4. Поэтому идентичные или схожие признаки обозначены такими же ссылочными номерами, но увеличенными на 100. В отличие от третьего варианта осуществления, генерирующее аэрозоль устройство 310 согласно четвертому варианту осуществления содержит одиночный токоприемник 360 в виде гильзы. Одиночный токоприемник 360 в виде гильзы расположен на внутренней поверхности полости 320 относительно первой и второй катушек 331, 332 индуктивности таким образом, что при использовании первый участок 361 токоприемник 360 испытывает воздействие электромагнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности 331, а второй участок 362 токоприемник 360 испытывает воздействие электромагнитного поля, генерируемого второй катушкой 332 индуктивности. Таким образом обеспечивается возможность использования нагревательной компоновки 330 устройства 310 для раздельного нагрева разных участков образующего аэрозоль субстрата 391. Иначе говоря, при вставке изделия 390 в полость 320 и активации первой катушки 3 31 индуктивности, первый участок 361 токоприемника 360 нагревает первый участок 396 образующего аэрозоль субстрата. Аналогичным образом, при активации второй катушки 332 индуктивности второй участок 362 токоприемника 360 нагревает второй участок 397 образующего аэрозоль субстрата 391.
Кроме того, в отличие от варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, 3 и 4, генерирующее аэрозоль изделие 390 согласно Фиг. 5 не содержит опорного сегмента. Вместо этого изделие согласно Фиг. 5 содержит субстратный сегмент 391, содержащий подлежащий нагреву образующий аэрозоль субстрат, сегмент 392 для охлаждения аэрозоля, смежный с субстратным сегментом 391 и предназначенный для охлаждения испаренных компонентов образующего аэрозоль субстрата, фильтрующий сегмент 394, смежный с сегментом 392 для охлаждения аэрозоля и предназначенный для фильтрации испаренных компонентов образующего аэрозоль субстрата, а также мундштучный концевой сегмент 395, смежный с фильтрующим сегментом 394 и предназначенный для размещения во рту пользователя. Кроме того, изделие 390 может содержать концевой элемент (не показан) на своем дальнем конце, противоположном ближнему концу, то есть противоположном мундштучному концевому сегменту 395.
Например, субстратный сегмент 391 может содержать образующий аэрозоль субстрат, который содержит пряди гомогенизированного табака и вещество для образования аэрозоля, такое как глицерол (глицерин), пропиленгликоль, триацетин (глицерина триацетат) или их комбинации.
Охлаждающий сегмент 392 может содержать полую трубку, которая образует воздушный канал для прохождения и охлаждения испаренных компонентов нагретого образующего аэрозоль субстрата. Толщина стенки трубки может составлять, например, 0,29 миллиметра. Длина охлаждающего сегмента 392 предпочтительно является такой, что охлаждающий сегмент 392 будет частично вставлен в полость 320 при полной вставке изделия 390 в устройство 310. Длина охлаждающего сегмента 392 может составлять от 20 миллиметров до 30 миллиметров, в частности от 23 миллиметров до 27 миллиметров, предпочтительно от 25 миллиметров до 27 миллиметров, например, от 25 миллиметров. Охлаждающий сегмент 392 может быть изготовлен из бумаги, например, спирально намотанной бумажной трубки.
Фильтрующий сегмент 394 может быть выполнен из любого фильтрующего материала, достаточного для удаления одного или более соединений, испаренных из образующего аэрозоль субстрата. Например, фильтрующий сегмент 394 может быть изготовлен из моноацетатного материала, такого как ацетилцеллюлоза. Одно или более вкусоароматических веществ могут быть добавлены в фильтрующий сегмент 394 либо путем непосредственного впрыска жидкостей со вкусоароматическими веществами в фильтрующий сегмент 394, либо путем встраивания или размещения одной или более разрушаемых капсул со вкусоароматическими веществами или других носителей вкусоароматических веществ внутри ацетилцеллюлозного жгута фильтрующего сегмента 394. Фильтрующий сегмент 394 может иметь длину от 6 миллиметров до 10 миллиметров, например, 8 миллиметров.
Мундштучный концевой сегмент 395 служит для предотвращения вхождения любого жидкого конденсата, который скапливается на выходе фильтрующего сегмента 394, в непосредственный контакт с пользователем. Аналогично охлаждающему сегменту 392, мундштучный концевой сегмент 395 может содержать полую, в частности кольцевую, трубку, которая образует воздушный канал для протекания через него испаренных компонентов нагретого образующего аэрозоль субстрата. Длина мундштучного концевого сегмента 395 может составлять от 6 до 10 миллиметров, например, 8 миллиметров. Мундштучный концевой сегмент 395 может быть изготовлен из бумаги, например, спирально намотанной бумажной трубки. Толщина стенки трубки может составлять, например, 0,29 миллиметра.
Кроме того, генерирующее аэрозоль изделие 390 согласно Фиг. 5 содержит вентиляционную область для обеспечения возможности прохождения воздуха во внутреннюю область изделия 390 снаружи изделия 390. Например, вентиляционная область может иметь форму одного или более вентиляционных отверстий, проходящих через наружный слой изделия 390. В частности, вентиляционная область может содержать один или более рядов вентиляционных отверстий, и предпочтительно каждый ряд отверстий расположен по периферии вокруг изделия 390 в сечении, по существу, перпендикулярном продольной оси изделия 390. Каждый ряд вентиляционных отверстий может иметь от 12 до 36 вентиляционных отверстий. Вентиляционные отверстия могут иметь диаметр от 100 до 500 микрометров. Осевой промежуток между рядами вентиляционных отверстий может составлять от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра, например, 0,5 миллиметра. В данном варианте осуществления вентиляционная область содержит два ряда вентиляционных отверстий 393, причем каждый ряд расположен по периферии вокруг изделия 390. Как можно видеть на Фиг. 5, вентиляционные отверстия 393 расположены в охлаждающем сегменте 392 для содействия охлаждению аэрозоля. В частности, вентиляционные отверстия 393 расположены таким образом, что эти вентиляционные отверстия 393 будут находиться снаружи полости 320 при размещении изделия 390 в полости 320, таким образом обеспечивая возможность поступления ненагретого воздуха в изделие 390 через вентиляционные отверстия 393 снаружи. Например, вентиляционные отверстия 393 могут быть расположены на расстоянии по меньшей мере 11 миллиметров, в частности от 17 миллиметров до 20 миллиметров, от ближнего конца изделия 390. В любом случае, расположение вентиляционных отверстий предпочтительно выбирают таким образом, чтобы пользователь не перекрывал вентиляционные отверстия 393 во время использования.
Разумеется, вентиляционная область, описанная выше, в частности одно или более вентиляционных отверстий, описанных выше, также могут быть обеспечены в генерирующих аэрозоль изделиях 90, 190 и 290, показанных на Фиг. 1, 3 и 4.
Охлаждающий сегмент 392, фильтрующий сегмент 394 и мундштучный концевой сегмент 395 вместе могут образовывать фильтрующий узел. Например, общая длина фильтрующего узла может составлять от 37 миллиметров до 45 миллиметров. Предпочтительно, общая длина фильтрующего узла составляет приблизительно 41 миллиметр. Длина субстратного сегмента 391 может составлять от 34 миллиметров до 50 миллиметров, предпочтительно от 38 миллиметров до 46 миллиметров, например, 42 миллиметра. Общая длина изделия 390 может составлять от 71 миллиметра до 95 миллиметров, предпочтительно от 7 9 миллиметров до 87 миллиметров, например, приблизительно 83 миллиметра.
Как и в других вариантах осуществления, показанных на Фиг. 1, 3 и 4, все сегменты 391, 392, 394 и 395 изделия 390 согласно Фиг. 5 имеют, по существу, одинаковый диаметр, и они окружены наружной оберткой 399, изготовленной из сигаретной бумаги с образованием цилиндрического стержня.
Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству для генерирования аэрозоля посредством индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей такие устройство и генерирующее аэрозоль изделие, причем указанное изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. Устройство содержит первый резонансный LC-контур и второй резонансный LC-контур, причем первый резонансный LC-контур имеет первую резонансную частоту, а второй резонансный LC-контур имеет вторую резонансную частоту, отличную от первой резонансной частоты. Схема управления дополнительно содержит генераторную схему возбуждения, содержащую генераторную катушку, индукционно связанную с индукционными катушками, для выборочного генерирования переменного магнитного поля генератора либо с первой резонансной частотой, либо со второй резонансной частотой, так что генерируется переменное магнитное поле для выборочного нагрева разных секций токоприемника или разных токоприемников в разных секциях устройства. Изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей такие устройство и генерирующее аэрозоль изделие, причем указанное изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Генерирующее аэрозоль устройство для генерирования аэрозоля посредством индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата, содержащее:
кожух устройства, содержащий полость, выполненную с возможностью размещения в нем и удаления из него образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву;
по меньшей мере первую катушку индуктивности и вторую катушку индуктивности, причем первая катушка индуктивности расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри первой секции указанной полости, а вторая катушка индуктивности расположена и выполнена с возможностью генерирования переменного магнитного поля внутри второй секции полости;
схему управления для выборочного возбуждения первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности для выборочного генерирования переменного магнитного поля внутри первой и второй секций соответственно;
причем указанная схема управления содержит первый резонансный LC-контур, содержащий первую катушку индуктивности и первый конденсатор, и второй резонансный LC-контур, содержащий вторую катушку индуктивности и второй конденсатор, причем первый резонансный LC-контур имеет первую резонансную частоту, а второй резонансный LC-контур имеет вторую резонансную частоту, отличную от первой резонансной частоты; и
при этом схема управления дополнительно содержит генераторную схему возбуждения, содержащую общую генераторную катушку для выборочного генерирования переменного магнитного поля генератора с частотой, близкой к первой резонансной частоте или равной ей или близкой ко второй резонансной частоте или равной ей, причем указанная общая генераторная катушка индукционно связана с первой катушкой индуктивности и со второй катушкой индуктивности таким образом, что переменное магнитное поле генерируется внутри первой секции, когда частота поля генератора близка к первой резонансной частоте или равна ей, и таким образом она близка к резонансу или резонирует с первым резонансным LC-контуром, и переменное магнитное поле генерируется внутри второй секции, когда частота поля генератора близка ко второй резонансной частоте или равна ей, и таким образом она близка к резонансу или резонирует со вторым резонансным LC-контуром.
2. Устройство по п. 1, в котором первая резонансная частота составляет в диапазоне от 1 процента до 20 процентов от второй резонансной частоты.
3. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором первая резонансная частота отличается от второй резонансной частоты на по меньшей мере 40 кГц, в частности на по меньшей мере 100 кГц, предпочтительно на по меньшей мере 500 кГц или на по меньшей мере 1 МГц.
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором первая резонансная частота и вторая резонансная частота находятся в диапазоне от 100 кГц до 30 МГц, в диапазоне от 5 МГц до 15 МГц или в диапазоне от 5 МГц до 10 МГц.
5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором общая генераторная катушка расположена коаксиально с каждой из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности.
6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором общая генераторная катушка, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности представляют собой спиральные катушки.
7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором общая генераторная катушка по меньшей мере частично окружает каждую из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности.
8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором генераторная схема возбуждения содержит одиночный транзисторный переключатель, выполненный с возможностью выборочного функционирования либо с первой резонансной частотой, либо со второй резонансной частотой для возбуждения общей генераторной катушки, либо с первой резонансной частотой, либо со второй резонансной частотой.
9. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один из первого конденсатора и второго конденсатора имеет емкость в диапазоне от 1 нФ до 10 мкФ.
10. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором индуктивность первой катушки индуктивности равна индуктивности второй катушки индуктивности, а емкость первого конденсатора меньше или больше, в частности на 2 процента, предпочтительно на 5 процентов, более предпочтительно на 10 процентов меньше или больше емкости второго конденсатора.
11. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один из первого резонансного LC-контура и второго резонансного LC-контура имеет добротность в диапазоне от 2 до 50, в частности от 2 до 20.
12. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее концентратор магнитного потока для обеспечения индукционной связи общей генераторной катушки с первой катушкой индуктивности и со второй катушкой индуктивности.
13. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее по меньшей мере один сусцептор, расположенный по меньшей мере частично внутри указанной полости и окруженный первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности.
14. Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов и генерирующее аэрозоль изделие, размещенное или выполненное с возможностью размещения в полости указанного устройства, причем указанное генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву.
15. Система по п. 14, в которой генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один сусцептор, расположенный в тепловой близости с по меньшей мере одним образующим аэрозоль субстратом или в тепловом контакте с по меньшей мере одним образующим аэрозоль субстратом таким образом, что при использовании системы сусцептор выполнен с возможностью индукционного нагрева посредством генерирующего аэрозоль устройства при размещении изделия в полости устройства.
| ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ | 2016 |
|
RU2678893C1 |
| WO 2019122097 A1, 27.06.2019 | |||
| CN 104095291 A, 15.10.2014 | |||
| CN 206227716 U, 09.06.2017 | |||
| WO 2019030353 A1, 14.02.2019. | |||
