Устройство для генерирования аэрозоля и система для генерирования аэрозоля Российский патент 2024 года по МПК A24F40/465 

Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования аэрозоля, а также к системе для генерирования аэрозоля.

Известно устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, до температуры, при которой один или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль, испаряются, без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть выполнен в виде части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, такую как нагревательная камера, устройства, генерирующего аэрозоль. В нагревательной камере или вокруг нее может быть расположен нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Полость должна быть выполнена таким образом, чтобы обеспечивать возможность вставки изделия, генерирующего аэрозоль. В то же время, изделие, генерирующее аэрозоль, должно надежно удерживаться внутри полости в процессе работы устройства, генерирующего аэрозоль.

Было бы желательно иметь нагревательный элемент, обеспечивающий возможность вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Было бы желательно иметь нагревательный элемент, надежно удерживающий изделие, генерирующее аэрозоль, в полости во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Было бы желательно иметь устройство, генерирующее аэрозоль, обеспечивающее возможность вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Было бы желательно иметь устройство, генерирующее аэрозоль, надежно удерживающее изделие, генерирующее аэрозоль, в полости во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Было бы желательно иметь систему, содержащую устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, в которой обеспечена возможность вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Было бы желательно иметь систему, содержащую устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, надежно удерживается внутри полости устройства, генерирующего аэрозоль, во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Было бы желательно дополнительно обеспечить возможность модификации вдыхаемого пара по желанию пользователя.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, которое может содержать полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, и может содержать нагревательный элемент. Нагревательный элемент может представлять собой индукционный нагревательный элемент. Нагревательный элемент может содержать токоприемник (сусцептор), выполненный с возможностью нагревания. Токоприемник может содержать термодеформируемый элемент. Термодеформируемый элемент может быть расположен в полости. Термодеформируемый элемент может быть выполнен с возможностью деформироваться под воздействием температуры во время операции нагревания и за счет этого контактировать с и удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное в полости, во время операции нагревания.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, и нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой индукционный нагревательный элемент. Нагревательный элемент содержит токоприемник, выполненный с возможностью нагревания. Токоприемник содержит термодеформируемый элемент. Термодеформируемый элемент расположен в полости. Термодеформируемый элемент выполнен с возможностью деформироваться под воздействием температуры во время операции нагревания и за счет этого контактировать с и удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное в полости, во время операции нагревания.

При обеспечении токоприемника, содержащего термодеформируемый элемент, указанный токоприемник может деформироваться во время операции нагревания. Деформацию токоприемника можно использовать. В частности, изделие, генерирующее аэрозоль, может удерживаться токоприемником за счет деформации токоприемника во время работы. Соответственно, может быть предотвращено ослабление фиксации изделия, генерирующего аэрозоль, во время операции нагревания. Далее, эффективность нагревания может быть улучшена за счет более близкого контакта между токоприемником и изделием, генерирующим аэрозоль.

Термодеформируемый элемент может быть выполнен из биметалла. За счет применения биметалла термодеформируемый элемент может деформироваться при нагревании. Биметалл может быть выполнен с возможностью преобразовывать изменение температуры в деформацию биметалла. Биметалл может содержать два металла, соединенные вместе. Указанные два металла могут иметь различные коэффициенты теплового расширения, что обеспечивает деформацию при нагревании. Два металла биметалла могут быть скомпонованы таким образом, что деформация при нагревании происходит в направлении изделия, генерирующего аэрозоль. Металл с более низким коэффициентом теплового расширения может быть размещен ближе к изделию, генерирующему аэрозоль. За счет этого термодеформируемый элемент становится ближе к изделию, генерирующему аэрозоль, во время операции нагревания.

Термодеформируемый элемент может содержать биметаллическую полосу. Биметаллическая полоса может быть продолговатой. Продольная ось биметаллической полосы может быть параллельна продольной оси полости. Биметаллическая полоса может содержать два продолговатых металлических элемента, соединенных вместе. Ось соединения указанных двух металлов может быть параллельна или проходить вдоль продольной оси биметаллической полосы. Биметаллическая полоса может иметь прямоугольное поперечное сечение. Тем не менее, возможны другие поперечные сечения биметаллической полосы, такие как круглое или эллиптическое поперечное сечение.

Токоприемник может быть выполнен из биметалла. В этом случае токоприемник обладает двойной функциональностью. Первой функциональностью токоприемника является возможность быть нагретым во время операции нагревания. Второй функциональностью токоприемника может быть деформация во время нагревания. В особенно предпочтительном варианте токоприемник может представлять собой термодеформируемый элемент.

Токоприемник может содержать первый материал и второй материал. Первый материал может иметь более низкий тепловой коэффициент теплового расширения, чем второй материал. Первый материал может представлять собой первый металл. Второй материал может представлять собой второй металл. Первый материал может отличаться от второго материала. В частности, первый металл может отличаться от второго металла.

Первый материал и второй материал могут быть выполнены в виде слоев, смежных друг с другом.

Первый материал и второй материал могут проходить по всей длине токоприемника. В альтернативном варианте осуществления первый материал может проходить вдоль всей длины токоприемника, в то время как второй материал проходит лишь вдоль частей токоприемника, или наоборот. Например, второй материал может быть расположен только в средней части токоприемника. В качестве другой альтернативы первый материал и второй материал могут быть расположены перемежающимися участками вдоль длины токоприемника. Во всех этих случаях остальная часть токоприемника может быть выполнена из одного или обоих из первого материала и второго материала. В альтернативном варианте осуществления остальная часть токоприемника может быть выполнена из третьего материала. Остальная часть токоприемника может представлять собой одну или обе из дальней части или ближней части токоприемника. Третий материал может быть выбран как материал, который не нагревается под воздействием переменного магнитного поля. Другими словами, третий материал может представлять собой нетокоприемный материал. Однако, если нагревание в положении, смежном с третьим материалом, также желательно, третий материал также может представлять собой токоприемный материал.

Токоприемник, предпочтительно термодеформируемый элемент токоприемника, может быть выполнен в виде множества продолговатых элементов.

Токоприемники указанного множества могут быть расположены параллельно продольной оси полости устройства, генерирующего аэрозоль. Токоприемники указанного множества могут быть расположены с возможностью по меньшей мере частичного размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Токоприемники указанного множества могут быть расположены с образованием полости для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Токоприемники указанного множества могут быть расположены в полости для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Токоприемники указанного множества могут быть расположены таким образом, что все токоприемники деформируются в направлении внутрь при нагреве.

Токоприемник, предпочтительно термодеформируемый элемент токоприемника, может быть выполнен в виде множества продолговатых элементов, образующих полую трубчатую структуру с зазорами между отдельными продолговатыми элементами.

Зазоры между отдельными продолговатыми элементами могут создавать возможность для прохождения бокового потока воздуха в изделие, генерирующее аэрозоль. Полая трубчатая структура может образовывать полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, или может быть расположена в полости. В процессе нагрева все отдельные токоприемники могут деформироваться в направлении внутрь этой полой трубчатой структуры. Это может приводить к надежному удерживанию изделия, генерирующего аэрозоль, и к улучшению эффективности нагрева.

Каждый из множества продолговатых элементов может содержать первый конец и противоположный второй конец. Одно или оба из каждого из первых концов и каждого из вторых концов множества продолговатых элементов могут быть соединены друг с другом, предпочтительно с помощью опорного кольца.

Другими словами, множество токоприемников могут быть соединены друг с другом на одной стороне. Это соединение может быть у основания полости, образованной токоприемниками. Соединение у основания может быть реализовано путем соединения токоприемников напрямую с основанием. Основание может быть частью устройства, генерирующего аэрозоль, описанного в настоящем документе. В альтернативном варианте осуществления соединение у основания может быть реализовано посредством опорного кольца. Опорное кольцо может быть соединено с устройством, генерирующим аэрозоль, предпочтительно, у основания полости. Следовательно, токоприемники могут быть соединены друг с другом у основания полости, в которую может быть вставлено изделие, генерирующее аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления токоприемники могут быть соединены друг с другом смежно с отверстием полости. Это соединение может быть реализовано с помощью опорного кольца. Опорное кольцо может образовывать отверстие полости. В альтернативном варианте осуществления опорное кольцо может быть расположено смежно с отверстием полости или окружать отверстие полости. В качестве другой альтернативы токоприемники могут быть соединены смежно с отверстием полости и у основания полости.

Когда токоприемники соединены друг с другом у основания полости, токоприемники, смежные с отверстием полости, предпочтительно не соединены друг с другом. Это может создавать слегка воронкообразную форму токоприемников. Другими словами, внутренний диаметр полой трубчатой структуры может уменьшаться в направлении основания полости. Это может помогать вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Во время работы внутренний диаметр полой трубчатой структуры, в частности смежно с отверстием полой трубчатой структуры, может сужаться таким образом, что изделие, генерирующее аэрозоль, будет надежно удерживаться.

Если токоприемники скреплены друг с другом у основания полости и смежно с отверстием полости, средняя часть токоприемников может использоваться для удерживания изделия, генерирующего аэрозоль, во время работы. В этом случае внутренний диаметр полой трубчатой структуры у основания полости и смежно с отверстием полости может быть слегка больше, чем внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, в течение всего времени работы, а также до и после работы, за счет соединения токоприемников. Однако в средней части токоприемников токоприемники могут быть выполнены с возможностью деформации в направлении внутреннего пространства полой трубчатой структуры. Соответственно, во время работы токоприемники могут деформироваться подобно форме песочных часов и за счет этого надежно удерживать изделие, генерирующее аэрозоль. В процессе работы внутренний диаметр токоприемников в средней части токоприемников может быть слегка меньше, чем внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль.

Смежно с отверстием полости токоприемники могут быть выполнены расходящимися. Токоприемники предпочтительно расходятся наружу. Расхождение токоприемников может упрощать вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Расходящаяся форма токоприемников может направлять изделие, генерирующее аэрозоль, во время вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость.

Полая трубчатая структура из токоприемников может иметь внутренний диаметр, который слегка больше, чем внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, подлежащего размещению в полости. Благодаря этому изделие, генерирующее аэрозоль, можно легко вставить в полость. В процессе работы токоприемники могут деформироваться как описано в настоящем документе. Деформация может приводить к уменьшению внутреннего диаметра полой трубчатой структуры. Уменьшение внутреннего диаметра полой трубчатой структуры может быть таким, что внутренний диаметр деформированной полой трубчатой структуры может быть слегка меньше, чем внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль. Благодаря этому изделие, генерирующее аэрозоль, надежно удерживается в полой трубчатой структуре во время операции нагрева.

Термодеформируемый элемент токоприемника может быть выполнен с возможностью возвращаться в исходную форму после операции нагрева. Возвращение в исходную форму может происходить за счет охлаждения термодеформируемого элемента до температуры окружающей среды. Термодеформируемый элемент может иметь температуру окружающей среды перед операцией нагрева и через некоторое время после операции нагрева. Следовательно, изделие, генерирующее аэрозоль, можно легко извлечь после операции нагревания, когда термодеформируемый элемент возвращается в свою исходную форму.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать катушку индуктивности для создания переменного магнитного поля для нагревания токоприемника нагревательного элемента.

Катушка индуктивности может по меньшей мере частично или полностью окружать полость. Катушка индуктивности предпочтительно выполнена в виде спиральной катушки.

Полость может быть трубчатой. Полая трубчатая структура из токоприемников или термодеформируемых элементов токоприемников может быть расположена таким образом, чтобы по меньшей мере частично окружать или по меньшей мере частично образовывать полость.

Первые концы продолговатых элементов множества продолговатых элементов могут быть соединены друг с другом с помощью опорного кольца. Вторые концы продолговатых элементов множества продолговатых элементов могут быть прикреплены к основанию полости.

Основание полости может быть расположено на дальнем конце полости, и опорное кольцо может быть расположено на ближнем конце полости.

Первый материал с более низким тепловым коэффициентом теплового расширения может быть расположен таким образом, что он обращен к полости, а второй материал может быть расположен таким образом, что он обращен от полости.

Настоящее изобретение дополнительно относится к системе, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, описанное в настоящем документе, и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, как описано в настоящем документе.

Термодеформируемый элемент токоприемника может быть расположен с возможностью вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, когда нагревательный элемент не работает. Термодеформируемый элемент токоприемника может быть выполнен с возможностью деформироваться под воздействием температуры и за счет этого удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, в полости, когда нагревательный элемент работает.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул, содержащих одно или более активных веществ. Указанные одна или более выполненных с возможностью разрушения капсул могут быть расположены смежно с термодеформируемым элементом, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости, таким образом, что капсула может быть разрушена и одно или более активных веществ высвобождены, когда термодеформируемый элемент токоприемника деформируется под действием температуры.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстратную часть, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать капсульную часть, содержащую материал-носитель, причем в указанный материал-носитель могут быть внедрены одна или более выполненных с возможностью разрушения капсул. Указанные одна или более выполненных с возможностью разрушения капсул могут содержать одно или более активных веществ. По меньшей мере части указанных одной или более выполненных с возможностью разрушения капсул могут быть расположены на внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль.

Размещение одной или более выполненных с возможностью разрушения капсул на внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, может упростить разрушение капсул, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости устройства, генерирующего аэрозоль.

Также предложено изделие, генерирующее аэрозоль, которое может содержать субстратную часть, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать капсульную часть, содержащую материал-носитель. Одна или более выполненных с возможностью разрушения капсул могут быть внедрены в материал-носитель. Указанные одна или более выполненных с возможностью разрушения капсул могут содержать одно или более активных веществ. Капсульная часть дополнительно может содержать по меньшей мере один жесткий элемент. Указанный жесткий элемент может быть более жестким, чем материал-носитель, и указанный по меньшей мере один жесткий элемент может быть выполнен с возможностью разрушения выполненных с возможностью разрушения капсул при прикладывании давления к капсульной части.

Термодеформируемый элемент устройства, генерирующего аэрозоль, может толкать указанный по меньшей мере один жесткий элемент, когда нагревательный элемент работает и термодеформируемый элемент токоприемника деформируется под действием температуры. Жесткий элемент может разрушать одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул за счет внешнего давления от термодеформируемого элемента.

Указанный по меньшей мере один жесткий элемент в изделии, генерирующем аэрозоль, может быть клиновидным. Указанный по меньшей мере один жесткий элемент может содержать края для проникновения в одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул. Указанный по меньшей мере один жесткий элемент может быть выполнен из пластика. Указанный по меньшей мере один жесткий элемент может быть расположен на внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, в частности на внешней поверхности капсульной части.

В частности, множество жестких элементов может присутствовать в капсульной части изделия, генерирующего аэрозоль. Одна выполненная с возможностью разрушения капсула может быть концентрически окружена множеством жестких элементов.

Указанные по меньшей мере один жесткий элемент или множество жестких элементов могут быть расположены на внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль. Это дает возможность разрушения капсулы путем прикладывания давления к жестким элементам, которые затем в свою очередь будут способствовать разрушению капсулы.

Материал-носитель может быть выполнен с возможностью сопротивления давлению, прикладываемому к капсульной части. Это может гарантировать, что любое давление, прикладываемое извне капсульной части, не поглощается материалом-носителем, а приводит к разрушению указанных одной или более выполненных с возможностью разрушения капсул.

Материал-носитель может иметь более высокую плотность, чем субстрат, образующий аэрозоль, в субстратной части. Более высокая плотность материала-носителя также может снижать или предотвращать любое поглощение давления, прикладываемого к капсульной части, материалом-носителем, что позволяет легко разрушать указанные одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул.

Материал-носитель может содержать одно или более из ацетилцеллюлозного волокна, бумаги, пористого полимера и угля. Ацетилцеллюлозные волокна могут представлять сбой ацетилцеллюлозный жгут. Пористый полимер может представлять собой пористые смолы, такие как фенил-формальдегидная смола.

Материал-носитель может иметь прочность на сжатие, составляющую от 20 до 60 мегапаскаль (МПа), предпочтительно от 29 до 53 мегапаскаль.

Одно или более активных веществ, содержащихся в одной или более выполненных с возможностью разрушения капсулах, может быть твердым или жидким. Указанное одно или более активных веществ может содержать гель. Одно или более активных веществ может быть летучим. Заключение летучих активных веществ в одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул может гарантировать, что летучие вещества не испарятся до использования изделия, генерирующего аэрозоль.

Указанные одно или более активных веществ могут быть склонны к реакциям с компонентами атмосферы, такими как кислород. Заключение этих чувствительных активных веществ в одну или более выполненных с возможностью разрушения капсул может полностью предотвращать разрушение этих активных веществ до использования изделия, образующего аэрозоль.

Указанные одно или более активных веществ могут содержать одно или более из ароматизаторов, никотина и лекарственных средств. Например, указанные одно или более активных веществ могут содержать ароматические масла, такие как мятное масло, ментол, никотиновое масло или другие ароматизаторы.

В данном документе «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, например часть курительного изделия. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное устройство, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который может непосредственно вдыхаться в легкие пользователя через его рот. Устройством, генерирующим аэрозоль, может быть держатель. Устройство может представлять собой электрически нагреваемое курительное устройство. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать кожух, электрическую схему, источник питания, нагревательную камеру и нагревательный элемент.

В настоящем документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное изделие, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый и поступающий в легкие пользователя через его рот. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Полость устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь открытый конец, в который вставляют изделие, генерирующее аэрозоль. Открытый конец может представлять собой ближний конец. Полость может иметь закрытый конец, противоположный открытому концу. Закрытый конец может представлять собой основание полости. Закрытый конец может быть закрыт за исключением того, что предусмотрены отверстия для воздуха, расположенные в основании. Основание полости может быть плоским. Основание полости может быть круглым. Основание полости может быть расположено раньше по потоку относительно полости. Открытый конец может быть расположен дальше по потоку относительно полости. Полость может быть продолговатой. Полость может иметь продольную центральную ось. Продольное направление может представлять собой направление, проходящее между открытым и закрытым концами вдоль продольной центральной оси. Продольная центральная ось указанной полости может быть параллельной продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль.

Полость может быть выполнена в виде нагревательной камеры.

Полость может иметь цилиндрическую форму. Полость может иметь полую цилиндрическую форму. Полость может иметь форму, соответствующую форме изделия, генерирующего аэрозоль, подлежащего размещению в указанной полости. Полость может иметь круглое поперечное сечение. Полость может иметь эллиптическое или прямоугольное поперечное сечение. Полость может иметь внутренний диаметр, соответствующий внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.

Через указанную полость может проходить канал для потока воздуха. Обеспечивается возможность втягивания окружающего воздуха в устройство, генерирующее аэрозоль, в указанную полость и в направлении пользователя через указанный канал для потока воздуха. Дальше по потоку относительно полости может быть расположен мундштук, или пользователь может непосредственно осуществлять затяжку через изделие, генерирующее аэрозоль. Канал для потока воздуха может проходить через мундштук.

В настоящем документе применительно к настоящему изобретению термин «курительный» применительно к устройству, изделию, системе, субстрату или чему-либо иному не относится к обычному курению, при котором субстрат, образующий аэрозоль, полностью или по меньшей мере частично сгорает. Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению выполнено с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль, до температуры ниже температуры сгорания субстрата, образующего аэрозоль, но до температуры, при которой одно или более летучих соединений субстрата, образующего аэрозоль, высвобождаются с образованием вдыхаемого аэрозоля, или выше.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрическую схему. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Микропроцессор может представлять собой часть контроллера. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент, в частности катушку индуктивности. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный элемент в виде импульсов электрического тока. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и предпочтительно управления подачей питания на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, обычно батарею, внутри основной части устройства, генерирующего аэрозоль. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой литий-ионную батарею. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого вида, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов использования; например, источник питания может иметь достаточную емкость для непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного элемента.

В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному выделять одно или более летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, для удобства может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, или курительного изделия.

Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля, которое способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.

В предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстратную часть с выполненной с возможностью разрушения капсулой рядом с термодеформируемым элементом токоприемника, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль. В процессе работы целостность разрушаемой капсулы нарушается с высвобождением активного вещества, когда термодеформируемый элемент деформируется и прижимается к выполненной с возможностью разрушения капсуле.

В настоящем документе термины «расположенный раньше (выше) по потоку», «расположенный дальше (ниже) по потоку», «ближний» (проксимальный), «дальний» (дистальный), «передний» и «задний» относятся к описанию относительных положений компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором пользователь делает затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, во время его применения.

Как описано в настоящем документе, используется индукционный нагрев. Для индукционного нагрева предусмотрены катушка индуктивности и токоприемник. В целом токоприемник представляет собой материал, способный генерировать тепло при проникании в него переменного магнитного поля при помещении в переменное магнитное поле. Если токоприемник является проводящим, обычно переменное магнитное поле наводит вихревые токи. Если токоприемник является магнитным, то обычно другой эффект, который вносит вклад в нагрев, называется общим термином потерь на гистерезис. Потери на гистерезис обусловлены в основном перемещениями групп магнитных доменов в токоприемнике, обусловленными тем, что их магнитная ориентация будет выравниваться по магнитному индукционному полю, которое меняется. Другой эффект, вносящий вклад в потери на гистерезис, возникает, когда магнитные домены в токоприемнике расширяются или сжимаются. Все эти изменения в токоприемнике, которые происходят в нано-масштабе или меньшем масштабе, совместно называются «потерями на гистерезис», поскольку они создают тепло в токоприемнике. Соответственно, если токоприемник является и магнитным, и электропроводным, то и потери на гистерезис, и образование вихревых токов будут вносить вклад в нагревание токоприемника. Если токоприемник является магнитным, но не проводящим, то потери на гистерезис будут единственным механизмом нагревания токоприемника при проникновении в него переменного магнитного поля. В соответствии с настоящим изобретением токоприемник может быть электропроводным или магнитным, или как электропроводным, так и магнитным. Переменное магнитное поле, создаваемое одной или несколькими катушками индуктивности, нагревает токоприемник, который затем передает тепло на субстрат, образующий аэрозоль, в результате чего образуется аэрозоль. Передача тепла может происходить в основном за счет теплопроводности. Такая теплопередача происходит наилучшим образом, если токоприемник находится в тесном тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль.

Ниже представлен не являющийся исчерпывающим список неограничивающих примеров. Любые один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в настоящем документе.

Пример А: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:

полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, и

нагревательный элемент, причем нагревательный элемент представляет собой индукционный нагревательный элемент, причем нагревательный элемент содержит токоприемник, выполненный с возможностью нагрева, причем токоприемник содержит термодеформируемый элемент, при этом термодеформируемый элемент расположен в полости, и при этом термодеформируемый элемент выполнен с возможностью деформироваться под воздействием температуры во время операции нагревания и за счет этого контактировать с и удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное в полости, во время операции нагрева.

Пример В: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с Примером А, в котором термодеформируемый элемент выполнен из биметалла.

Пример С: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором термодеформируемый элемент содержит биметаллическую полосу.

Пример D: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором токоприемник выполнен из биметалла.

Пример Е: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором токоприемник содержит первый материал и второй материал, причем первый материал имеет более низкий тепловой коэффициент теплового расширения, чем второй материал.

Пример F: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с Примером Е, в котором первый и второй материалы выполнены в виде слоев, смежных друг с другом.

Пример G: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором токоприемник, предпочтительно термодеформируемый элемент токоприемника, является продолговатым.

Пример Н: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором токоприемник, предпочтительно термодеформируемый элемент токоприемника, выполнен в виде множества продолговатых элементов.

Пример I: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором токоприемник, предпочтительно термодеформируемый элемент токоприемника, выполнен в виде множества продолговатых элементов, образующих полую трубчатую структуру с зазорами между отдельными продолговатыми элементами.

Пример J: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с Примером Н или I, в котором каждый из продолговатых элементов из указанного множества содержит первый конец и противоположный второй конец, и при этом одно или оба из каждого из первых концов и каждого из вторых концов продолговатых элементов из указанного множества соединены друг с другом, предпочтительно с помощью опорного кольца.

Пример К: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором устройство дополнительно содержит катушку индуктивности для создания переменного магнитного поля для нагрева токоприемника нагревательного элемента.

Пример L: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором полость является трубчатой.

Пример М: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с любым из предшествующих примеров, в котором первые концы продолговатых элементов из указанного множества соединены друг с другом с помощью опорного кольца, и при этом вторые концы продолговатых элементов из указанного множества прикреплены к основанию полости.

Пример N: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с Примером М, в котором основание полости расположено на дальнем конце полости, а опорное кольцо расположено на ближнем конце полости.

Пример О: Устройство, генерирующее аэрозоль, в соответствии с Примером 5 и любым из предшествующих примеров, в котором первый материал с более низким тепловым коэффициентом теплового расширения расположен таким образом, что он обращен к полости, а второй материал расположен так, что он обращен от полости.

Пример Р: Система, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.

Пример Q: Система в соответствии с примером Р, в которой термодеформируемый элемент токоприемника расположен с обеспечением возможности вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, когда нагревательный элемент не работает, и при этом термодеформируемый элемент токоприемника выполнен с возможностью деформироваться под воздействием температуры и за счет этого контактировать с и удерживать изделие, генерирующее аэрозоль, в полости, когда нагревательный элемент работает.

Пример R: Система в соответствии с Примером Р или Q, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, содержит капсулу, содержащую активное вещество, и при этом капсула расположена смежно с термодеформируемым элементом, когда изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости, таким образом, что целостность капсулы нарушается и активное вещество высвобождается, когда нагревательный элемент работает и термодеформируемый элемент токоприемника деформируется под воздействием температуры.

Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

на Фиг. 1А и 1В показана система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и нагревательный элемент, в соответствии с настоящим изобретением;

на Фиг. 2 более подробно показан нагревательный элемент;

на Фиг. 3 показан еще один вариант осуществления нагревательного элемента, содержащего опорное кольцо;

на Фиг. 4А и 4В показана система, генерирующая аэрозоль, согласно Фиг. 1, содержащая опорное кольцо, как показано на Фиг. 3; и

на Фиг. 5А и 5В показан еще один вариант осуществления нагревательного элемента.

На Фиг. 1 показана система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие 16, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент 10. Нагревательный элемент 10 содержит множество токоприемников 12.

Каждый токоприемник 12 имеет продолговатую форму. Каждый токоприемник 12 выполнен из термодеформируемого элемента в форме биметаллической полосы. Биметаллическая полоса содержит первый материал и второй материал. Коэффициенты теплового расширения этих двух материалов различаются. Материал с более низким коэффициентом теплового расширения расположен в направлении к внутреннему пространству полости 14, образованной токоприемником 12. Полость 14 образована в виде полой трубчатой структуры.

Изделие 16, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью быть размещенным в полости 14. Изделие 16, генерирующее аэрозоль, может быть вставлено в полость 14. Когда изделие 16, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость 14, нагревательный элемент 10 окружает часть изделия 16, генерирующего аэрозоль. Часть изделия 16, генерирующего аэрозоль, окруженная нагревательным элементом 10, может быть нагрета нагревательным элементом 10.

Часть изделия 16, генерирующего аэрозоль, окруженная нагревательным элементом 10, предпочтительно выполнена как субстратная часть изделия 16, генерирующего аэрозоль, содержащая субстрат, образующий аэрозоль. Кроме того, выполненная с возможностью разрушения капсула может быть расположена в субстратной части изделия 16, генерирующего аэрозоль.

Во время операции нагревания нагревательный элемент 10 деформируется. Этой деформации способствует нагревание биметаллической полосы. Нагревание биметаллической полосы приводит к деформации биметаллической полосы. Токоприемник 12 расположен таким образом, что деформация осуществляется в направлении внутрь полости 14. Благодаря этому изделие 16, генерирующее аэрозоль, надежно удерживается в полости 14 во время операции нагрева. До и после операции нагревания изделие 16, генерирующее аэрозоль, может быть легко вставлено в полость 14 и извлечено из полости 14.

Для обеспечения возможности вставки и извлечения изделия 16, генерирующего аэрозоль, внутренний диаметр нагревательного элемента 10 слегка больше внешнего диаметра изделия 16, генерирующего аэрозоль, когда нагревательный элемент 10 не работает. Во время работы нагревательного элемента 10 нагревательный элемент 10 деформируется, и внутренний диаметр нагревательного элемента 10 уменьшается. Уменьшенный внутренний диаметр нагревательного элемента 10 слегка меньше внешнего диаметра изделия 16, генерирующего аэрозоль. Следовательно, нагревательный элемент 10 прижимается к изделию 16, генерирующему аэрозоль, во время операции нагревания. Это приводит к надежному удерживанию изделия 16, генерирующего аэрозоль, и повышению эффективности нагревания.

На Фиг. 1 также показан источник питания в форме батареи 18 для питания нагревательного элемента 10. Подачей электропитания от батареи 18 на нагревательный элемент 10 управляет схема 20 управления.

Устройство, генерирующее аэрозоль, или нагревательный элемент 10 содержит катушку 22 индуктивности. Переменный ток подают на катушку 22 индуктивности для создания переменного магнитного поля. Токоприемник 12 нагревается при воздействии на него этого переменного поля. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, предусмотрены две катушки 22 индуктивности, которые разделены разделителем 24. Две катушки 22 индуктивности создают две отдельные зоны нагрева, которые расположены вдоль продольной оси L полости 14. Предусмотрена теплоизоляция 26 между катушками 22 индуктивности и токоприемником 12.

Предусмотрен впуск 28 для воздуха для обеспечения возможности прохождения потока окружающего воздуха в полость 14 для генерирования аэрозоля. Впуск 28 для воздуха расположен смежно с основанием 30 полости 14, создавая возможность прохождения потока воздуха в полость 14 через основание 30 или смежно с ним. Основание 30 может содержать одно или более отверстий для создания условий для потока воздуха через основание 30.

Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит дальний конец 32 и ближний конец 34. Отверстие полости 14 расположено на ближнем конце 34 устройства, генерирующего аэрозоль. У отверстия полости 14 предусмотрено уплотнительное кольцо 36. Уплотнительное кольцо 36 является гибким. Уплотнительное кольцо 36 имеет форму воронки. Уплотнительное кольцо 36 дает возможность вставки изделия 16, генерирующего аэрозоль. Уплотнительное кольцо 36 уплотняет полость 14, когда изделие 16, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость 14.

На Фиг. 2 более подробно показан нагревательный элемент 10. Нагревательный элемент 10 содержит множество отдельных токоприемников (сусцепторов) 12. Каждый токоприемник 12 является продолговатым. Множество токоприемников 12 образуют полую трубчатую структуру. Полая трубчатая структура токоприемника 12 расположена в полости 14 устройства, генерирующего аэрозоль. Изделие 16, генерирующее аэрозоль, удерживается полой трубчатой структурой токоприемника 12.

На Фиг. 3 показан один из вариантов осуществления нагревательного элемента 10, в котором концы токоприемника 12 соединены друг с другом посредством опорного кольца 38. Опорное кольцо 38 может быть расположено смежно с отверстием полости 14. Опорное кольцо 38 может быть соединено с ближними концами 34 токоприемника 12.

Другие концы токоприемника 12, дальние концы 32 токоприемника 12, могут быть прикреплены к основанию 30.

Опорное кольцо 38, расположенное смежно с отверстием полости 14, показано на Фиг. 4.

На Фиг. 5 показана деформация нагревательного элемента 10 во время операции нагрева. На Фиг. 5А показан нагревательный элемент 10 до операции нагрева. В этом состоянии полая трубчатая структура, образованная нагревательным элементом 10, имеет прямые боковые стенки, образованные отдельным токоприемником 12. На Фиг. 5В показан нагревательный элемент 10 во время работы. Нагревательный элемент 10 деформирован. Более конкретно, средняя часть 40 отдельного токоприемника 12 деформирована в направлении внутреннего пространства полой трубчатой структуры нагревательного элемента 10. Это действие будет надежно удерживать изделие 16, генерирующее аэрозоль, внутри полости 14 и улучшит эффективность нагрева за счет прямого контакта между нагретым токоприемником 12 и изделием 16, генерирующим аэрозоль. Деформация нагревательного элемента 10 также показана на Фиг. 1А (деформация нагревательного элемента 10 отсутствует) и Фиг. 1В (деформация нагревательного элемента 10), а также Фиг. 4А (деформация нагревательного элемента 10 отсутствует) и Фиг. 4В (деформация нагревательного элемента 10).

Группа изобретений относится к табачной промышленности, а именно к устройству для генерирования аэрозоля и системе для генерирования аэрозоля. Устройство для генерирования аэрозоля содержит полость для размещения изделия для генерирования аэрозоля, содержащего образующий аэрозоль субстрат. Устройство для генерирования аэрозоля включает индукционный нагревательный элемент, содержащий сусцептор, выполненный с возможностью нагрева. Сусцептор сформирован в виде множества продолговатых элементов, образующих полую трубчатую структуру с зазорами между отдельными продолговатыми элементами. Сусцептор содержит термодеформируемый элемент, расположенный в полости и выполненный с возможностью деформации под воздействием температуры при нагревании для контактирования с изделием для генерирования аэрозоля, размещенного в полости при нагреве, и его удержания. Технический результат заключается в улучшении эффективности нагрева. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для генерирования аэрозоля, содержащее: полость для размещения изделия для генерирования аэрозоля, содержащего образующий аэрозоль субстрат, и

индукционный нагревательный элемент, содержащий сусцептор, выполненный с возможностью нагрева, сформированный в виде множества продолговатых элементов, образующих полую трубчатую структуру с зазорами между отдельными продолговатыми элементами, причем сусцептор содержит термодеформируемый элемент, расположенный в полости и выполненный с возможностью деформации под воздействием температуры при нагревании для контактирования с изделием для генерирования аэрозоля, размещенного в полости при нагреве, и его удержания.

2. Устройство по п. 1, в котором термодеформируемый элемент выполнен из биметалла, при этом предпочтительно термодеформируемый элемент содержит биметаллическую полосу.

3. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором сусцептор выполнен из биметалла.

4. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором сусцептор содержит первый материал и второй материал, причем первый материал имеет более низкий тепловой коэффициент теплового расширения, чем второй материал.

5. Устройство по п. 4, в котором первый и второй материалы представлены в виде смежных друг с другом слоев.

6. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором термодеформируемый элемент сусцептора является продолговатым.

7. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором термодеформируемый элемент сусцептора выполнен в виде множества продолговатых элементов.

8. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором термодеформируемый элемент сусцептора выполнен в виде множества продолговатых элементов, образующих полую трубчатую структуру с зазорами между отдельными продолговатыми элементами.

9. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором каждый из множества продолговатых элементов содержит первый конец и противоположный второй конец, при этом один или оба из каждого из первых концов и каждого из вторых концов из множества продолговатых элементов соединены друг с другом, предпочтительно с помощью опорного кольца.

10. Устройство по любому одному из предшествующих пунктов, в котором первые концы множества продолговатых элементов соединены друг с другом с помощью опорного кольца, а вторые концы множества продолговатых элементов прикреплены к основанию полости.

11. Устройство по п. 10, в котором основание полости расположено на дистальном конце полости, а опорное кольцо расположено на проксимальном конце полости.

12. Устройство по любому из пп. 4-11, в котором первый материал с более низким тепловым коэффициентом теплового расширения расположен обращенным к полости, а второй материал расположен обращенным от полости.

13. Система для генерирования аэрозоля, содержащая устройство для генерирования аэрозоля по любому одному из предыдущих пунктов и изделие для генерирования аэрозоли, содержащее образующий аэрозоль субстрат.

14. Система по п. 13, в которой термодеформируемый элемент сусцептора расположен с обеспечением возможности вставки изделия для генерирования аэрозоля в полость в нерабочем состоянии нагревательного элемента, при этом термодеформируемый элемент сусцептора выполнен с возможностью деформирования под воздействием температуры и за счет этого контактирования с упомянутым изделием и удерживания упомянутого изделия в полости в рабочем состоянии нагревательного элемента.

15. Система по п. 13 или 14, в которой изделие для генерирования аэрозоля содержит капсулу с активным веществом, расположенную смежно с термодеформируемым элементом при размещении изделия для генерирования аэрозоля в полости так, что возможно нарушение целостности капсулы и высвобождение активного вещества, когда нагревательный элемент находится в рабочем состоянии и термодеформируемый элемент сусцептора деформируется под действием температуры.