Настоящее изобретение относится к индукционному нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль, системе индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, устройству, генерирующему аэрозоль, с системой индукционного нагрева и системе, генерирующей аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим систему индукционного нагрева.
В уровне техники предложен ряд электрических систем, генерирующих аэрозоль, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее электрический нагреватель, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, такого как заглушка из табака. Одной из целей таких систем, генерирующих аэрозоль, является снижение количества известных вредных компонентов дыма, образуемых в результате горения и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. Обычно субстрат, генерирующий аэрозоль, предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль, которая вставлена в полость в устройстве, генерирующем аэрозоль. В некоторых известных системах для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, при которой он способен высвобождать летучие компоненты, способные образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент, такой как нагревательная пластина, вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие вмещено в устройство, генерирующее аэрозоль. В других системах, генерирующих аэрозоль, вместо резистивного нагревательного элемента используется индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель, как правило, содержит индукционную катушку, образующую часть устройства, генерирующего аэрозоль, и токоприемник, расположенный таким образом, что он находится в тепловой близости к субстрату, образующему аэрозоль. Индуктор генерирует изменяющееся магнитное поле для генерирования вихревых токов и потерь на гистерезис в токоприемнике, вызывая нагрев токоприемника, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль. Индуктивный нагрев обеспечивает возможность генерирования аэрозоля без воздействия нагревателя на изделие, генерирующее аэрозоль. Это может увеличить легкость, с которой может быть очищен нагреватель.
Некоторые известные устройства, генерирующие аэрозоль, содержат более чем одну индукционную катушку, при этом каждая индукционная катушка выполнена с возможностью нагрева разной части токоприемника. Такие устройства, генерирующие аэрозоль, могут быть использованы для нагрева разных частей изделия, генерирующего аэрозоль, в разное время или до разных температур. Однако для таких устройств, генерирующих аэрозоль, может быть затруднительно нагревать одну часть изделия, генерирующего аэрозоль, без опосредованного одновременного нагрева смежной части изделия, генерирующего аэрозоль.
Было бы желательно предоставить устройство, генерирующее аэрозоль, которое смягчило бы или устранило эти проблемы с известными системами.
Согласно настоящему изобретению предлагается индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать первый токоприемник. Первый токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать второй токоприемник. Второй токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может дополнительно содержать промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуток может термически изолировать первый токоприемник от второго токоприемника.
Согласно настоящему изобретению предлагается индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем индукционный нагревательный элемент содержит: первый токоприемник, причем первый токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; второй токоприемник, причем второй токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; и промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуток термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника.
Обеспечение индукционного нагревательного элемента промежутком между первым токоприемником и вторым токоприемником может уменьшить передачу тепла за счет проводимости между первым токоприемником и вторым токоприемником по сравнению с индукционным нагревательным элементом, содержащим один токоприемник такой же длины. Это может улучшать способность индукционного нагревательного элемента к выборочному нагреву раздельных частей субстрата, образующего аэрозоль.
Согласно настоящему изобретению предлагается система индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль.
Система индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать первый токоприемник. Первый токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать второй токоприемник. Второй токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может дополнительно содержать промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуток может термически изолировать первый токоприемник от второго токоприемника.
Система индукционного нагрева может дополнительно содержать первую индукционную катушку. Система индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую индукционную катушку. Первая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
В частности, согласно настоящему изобретению предлагается система индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, причем система индукционного нагрева содержит: индукционный нагревательный элемент, первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку. Индукционный нагревательный элемент содержит: первый токоприемник, причем первый токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; второй токоприемник, причем второй токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; и промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуток термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника. Первая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Обеспечение системы индукционного нагрева первой индукционной катушкой, расположенной с возможностью нагрева токоприемника индукционного нагревательного элемента, и второй индукционной катушкой, расположенной с возможностью нагрева второго токоприемника индукционного нагревательного элемента, обеспечивает выборочный нагрев первого токоприемника и второго токоприемника. Такой выборочный нагрев позволяет системе индукционного нагрева нагревать разные части субстрата, образующего аэрозоль, в разные моменты времени, и может обеспечить нагрев одного из токоприемников до температуры, отличной от другого токоприемника.
Согласно настоящему изобретению предлагается устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее систему индукционного нагрева.
Система индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать первый токоприемник. Первый токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать второй токоприемник. Второй токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может дополнительно содержать промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуток может термически изолировать первый токоприемник от второго токоприемника.
Система индукционного нагрева может дополнительно содержать первую индукционную катушку. Система индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую индукционную катушку. Первая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
В частности, согласно настоящему изобретению предлагается устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус устройства, образующий полость устройства для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит систему индукционного нагрева, включая индукционный нагревательный элемент, первую индукционную катушку и вторую первую индукционную катушку. Индукционный нагревательный элемент содержит: первый токоприемник, расположенный вокруг первой части полости устройства; второй токоприемник, расположенный вокруг второй части полости устройства; и промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуток термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника. Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит: первую индукционную катушку, расположенную вокруг, по меньшей мере, части первого токоприемника и первой части полости устройства; вторую индукционную катушку, расположенную вокруг по меньшей мере части второго токоприемника и второй части полости устройства; и блок питания, подключенный к системе индукционного нагрева и выполненный с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку. Когда изменяющийся электрический ток подается на первую индукционную катушку, первая индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник. Когда изменяющийся электрический ток подается на вторую индукционную катушку, вторая индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник.
Обеспечение устройства, генерирующего аэрозоль, системой индукционного нагрева, содержащей первый токоприемник, расположенный вокруг первой части полости устройства, и второй токоприемник, расположенный вокруг второй части полости устройства может обеспечивать выборочный нагрев первой части полости устройства первым токоприемником и второй части полости устройства вторым токоприемником. Обеспечение первой индукционной катушки, расположенной с возможностью нагрева первого токоприемника, и второй индукционной катушки, расположенной с возможностью нагрева второго токоприемника, может обеспечивать выборочный нагрев первого токоприемника и второго токоприемника. Такой выборочный нагрев позволяет системе индукционного нагрева нагревать разные части субстрата, образующего аэрозоль, расположенные в полости устройства в разные моменты времени и при разных температурах. Преимущественно это может позволить устройству, генерирующему аэрозоль, генерировать аэрозоли, имеющие разные характеристики, увеличивая функциональность и гибкость устройства, генерирующего аэрозоль.
Согласно настоящему изобретению предлагается система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью расположения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль; и второй субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать систему индукционного нагрева. Система индукционного нагрева может содержать индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать первый токоприемник. Первый токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать второй токоприемник. Второй токоприемник может представлять собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может дополнительно содержать промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуток может термически изолировать первый токоприемник от второго токоприемника. Система индукционного нагрева может дополнительно содержать первую индукционную катушку. Система индукционного нагрева может дополнительно содержать вторую индукционную катушку. Первая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента. Вторая индукционная катушка может быть расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента. Система индукционного нагрева может быть расположена таким образом, что первый токоприемник расположен с возможностью нагрева первого субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, расположено в устройстве, генерирующем аэрозоль. Система индукционного нагрева может быть расположена таким образом, что второй токоприемник расположен с возможностью нагрева второго субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, расположено в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Преимущественно такая система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью выборочного нагрева первого субстрата, образующего аэрозоль, и второго субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Второй субстрат, образующий аэрозоль, может нагреваться в момент времени, отличный от первого субстрата, образующего аэрозоль. Второй субстрат, образующий аэрозоль, может нагреваться до температуры, отличной от первого субстрата, образующего аэрозоль. Это может позволить системе, генерирующей аэрозоль, генерировать аэрозоль, имеющий особенно нужные характеристики, и может позволить системе, генерирующей аэрозоль, генерировать аэрозоли, имеющие разные характеристики.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно является частью изделия, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, в контексте данного документа может называться табачной палочкой.
В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
В контексте данного документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
В контексте данного документа термин «изменяющийся ток» включает любые виды тока, изменяющегося со временем, для генерирования изменяющегося магнитного поля. Подразумевается, что термин «изменяющийся ток» включает разновидности переменного тока. В случае если изменяющийся ток представляет собой переменный ток, переменный ток генерирует переменное магнитное поле.
В контексте данного документа термин «длина» означает основной размер в продольном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «ширина» означает основной размер в поперечном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в конкретном месте вдоль его длины. Термин «толщина» означает размер в поперечном направлении, перпендикулярном ширине.
В контексте данного документа термин «поперечное сечение» используется для описания сечения устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в направлении, перпендикулярном продольному направлению в конкретном месте вдоль его длины.
В контексте данного документа термин «ближний» относится к пользовательскому концу или мундштучному концу устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, представляет собой конец компонента, ближайший к пользовательскому концу или мундштучному концу устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу.
Согласно настоящему изобретению предложен индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль.
Индукционный нагревательный элемент может представлять собой внешний нагревательный элемент. В контексте данного документа термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью нагрева наружной поверхности субстрата, образующего аэрозоль.
Внешний нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью по меньшей мере частичного охвата субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, вмещен в устройство, генерирующее аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева наружной поверхности субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, вмещен в полость индукционного нагревательного элемента.
Индукционный нагревательный элемент содержит полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Индукционный нагревательный элемент может содержать наружную сторону и внутреннюю сторону, противоположную наружной стороне. Внутренняя сторона может по меньшей мере частично определять полость индукционного нагревательного элемента для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Первый токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий часть полости индукционного нагревательного элемента. Второй токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий часть полости индукционного нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент содержит несколько внутренних полостей для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Внутренняя полость первого токоприемника может образовывать первую полость индукционного нагревательного элемента, и внутренняя полость второго токоприемника может образовывать вторую полость индукционного нагревательного элемента.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент содержит единственную внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. В этих вариантах осуществления внутренняя полость первого токоприемника определяет часть единственной внутренней полости индукционного нагревательного элемента, и внутренняя полость второго токоприемника определяет вторую часть единственной внутренней полости индукционного нагревательного элемента. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления индукционный нагревательный элемент представляет собой трубчатый индукционный нагревательный элемент. Внутренняя поверхность трубчатого индукционного нагревательного элемента может определять полость индукционного нагревательного элемента.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость устройства для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, индукционный нагревательный элемент может по меньшей мере частично окружать полость устройства. Полость индукционного нагревательного элемента может быть выровнена с полостью устройства.
Индукционный нагревательный элемент содержит первый токоприемник и второй токоприемник.
В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда токоприемник находится в изменяющемся магнитном поле, токоприемник нагревается. Нагрев токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.
Токоприемник может содержать любой подходящий материал. Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для превращения в аэрозоль субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше приблизительно 250 градусов Цельсия. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из электропроводного материала. В контексте данного документа термин «электропроводный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление меньше или равное 1 x10-4 Ом-метр (Ом·м), при двадцати градусах Цельсия. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из теплопроводного материала. В контексте данного документа термин «теплопроводный материала» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность по меньшей мере 10 ватт на метр-Кельвин (Вт/(м·К)) при 23 градусах Цельсия и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Подходящие материалы для токоприемника включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Некоторые предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемники содержат ферромагнитный материал, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Некоторые предпочтительные токоприемники состоят из ферромагнитного материала. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Подходящий токоприемник может состоять из алюминия. Токоприемник может содержать по меньшей мере приблизительно 5 процентов, по меньшей мере приблизительно 20 процентов, по меньшей мере приблизительно 50 процентов или по меньшей мере приблизительно 90 ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительно токоприемник образован из материала, который является по сути непроницаемым для газа. Другими словами, предпочтительно токоприемник образован из материала, который не является проницаемым для газа.
Первый токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник. Второй токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник. Трубчатый токоприемник содержит кольцевое тело, образующее внутреннюю полость. Полость токоприемника выполнена с возможностью вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Полость токоприемника может представлять собой открытую полость. Полость токоприемника может быть открыта на одном конце. Полость токоприемника может быть открыта на обоих концах.
В случае если токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, имеющий полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, которая открыта на одном конце или обоих концах, предпочтительно токоприемник является по сути газонепроницаемым с наружной поверхности во внутреннюю поверхность, образующую внутреннюю полость. Другими словами, предпочтительно токоприемник является по сути газонепроницаемым через боковые стенки токоприемника.
Токоприемник индукционного нагревательного элемента может принимать любую подходящую форму. Например, токоприемник может быть продолговатым. Токоприемник может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, токоприемник может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.
В некоторых вариантах осуществления каждый токоприемник является по сути идентичным. Например, второй токоприемник может быть по сути идентичным первому токоприемнику. Все токоприемники могут быть образованы из одинакового материала. Все токоприемники могут иметь одинаковую форму и размеры. Выполнение каждого токоприемника идентичным другим токоприемникам может обеспечить нагрев каждого токоприемника до по сути одинаковой температуры и нагрев с по сути одинаковой скоростью при приложении заданного изменяющегося магнитного поля.
В некоторых вариантах осуществления второй токоприемник отличается от первого токоприемника по меньшей мере одной характеристикой. Второй токоприемник может быть образован из материала, отличного от материала первого токоприемника. Форма и размеры второго токоприемника могут быть отличными от формы и размеров первого токоприемника. Второй токоприемник может иметь длину, которая превышает длину первого токоприемника. Выполнение каждого токоприемника отличным от других токоприемников может обеспечить приспособление каждого токоприемника к оптимальному нагреву разных субстратов, образующих аэрозоль.
В одном примере первый субстрат, образующий аэрозоль, может требовать нагрева до первой температуры для генерирования первого аэрозоля с требуемыми характеристиками, и второй субстрат, образующий аэрозоль, может требовать нагрева до второй температуры, отличной от первой температуры, для генерирования второго аэрозоля с требуемыми характеристиками. В этом примере первый токоприемник может быть образован из первого материала, пригодного для нагрева первого субстрата, образующего аэрозоль, до первой температуры, и второй токоприемник может быть образован из второго материала, отличного от первого материала, пригодного для нагрева второго субстрата, образующего аэрозоль, до второй температуры.
В другом примере изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, имеющий первую длину, и второй субстрат, образующий аэрозоль, имеющий вторую длину, отличную от первой длины, так что нагрев второго субстрата, образующего аэрозоль, генерирует другое количество аэрозоля, чем нагрев первого субстрата, образующего аэрозоль. В этом варианте осуществления первый токоприемник может иметь длину, по сути равную первой длине, и второй токоприемник может иметь длину, по сути равную второй длине.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник, и второй токоприемник представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник. В этих предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник могут быть по сути выровнены. Иными словами, первый токоприемник и второй токоприемник могут быть соосно выровнены.
Индукционный нагревательный элемент может содержать любое подходящее количество токоприемников. Индукционный нагревательный элемент содержит несколько токоприемников. Индукционный нагревательный элемент содержит по меньшей мере два токоприемника. Например, индукционный нагревательный элемент может содержать три, четыре, пять или шесть токоприемников. В случае если индукционный нагревательный элемент содержит более двух токоприемников, промежуточный элемент может быть расположен между каждой смежной парой токоприемников.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник может содержать слой токоприемника, предусмотренный на опорной основной части. Каждый из первого токоприемника и второго токоприемника может быть образован из опорной основной части и слоя токоприемника. Расположение токоприемника в изменяющемся магнитном поле наводит вихревые токи в непосредственной близости от поверхности токоприемника, то есть создает эффект, называемый скин-эффектом. Соответственно, является возможным образование токоприемника из относительно тонкого слоя материала токоприемника, что в то же время обеспечивает эффективный нагрев токоприемника при наличии изменяющегося магнитного поля. Выполнение токоприемника из опорной основной части и относительно тонкого слоя токоприемника может облегчить производство изделия, генерирующего аэрозоль, которое является простым, недорогим и надежным.
Опорная основная часть может быть выполнена из материала, который не подвержен индукционному нагреву. Преимущественно это может уменьшить нагрев поверхностей токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль, где поверхности опорной основной части образуют поверхности токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль.
Опорная основная часть может содержать электроизоляционный материал. В контексте данного документа термин «электроизоляционный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление, составляющее по меньшей мере 1 x104 Ом-метр (Ω·м), при двадцати градусах Цельсия.
Опорная основная часть может содержать теплоизоляционный материал для термической изоляции первого токоприемника от второго токоприемника. В контексте данного документа термин «теплоизоляционный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность менее или равную приблизительно 40 ватт на метр-Кельвин (Вт/(м·К)) при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Образование опорной основной части из теплоизоляционного материала может обеспечить теплоизоляционную перегородку между слоем токоприемника и другими компонентами системы индукционного нагрева, например, индукционной катушкой, окружающей индукционный нагревательный элемент. Преимущественно это может уменьшить передачу тепла между токоприемником и другими компонентами индукционной нагревательной системы.
Опорная основная часть может представлять собой трубчатую опорную основную часть, и слой токоприемника может быть предусмотрен на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части. Посредством обеспечения слоя токоприемника на внутренней поверхности опорной основной части можно расположить слой токоприемника смежно с субстратом, образующим аэрозоль, в полости индукционного нагревательного элемента, улучшая передачу тепла между слоем токоприемника и субстратом, образующим аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части.
Токоприемник может быть снабжен защитным наружным слоем, например, защитным керамическим слоем или защитным стеклянным слоем. Защитный наружный слой может улучшить прочность токоприемника и упростить очистку токоприемника. Защитный наружный слой может по сути охватывать токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла.
Индукционный нагревательный элемент содержит промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником.
Промежуток может быть любого подходящего размера для теплоизоляции первого токоприемника от второго токоприемника.
Индукционный нагревательный элемент может содержать промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть расположен в промежутке между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может проходить между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может контактировать с концом первого токоприемника. Промежуточный элемент может контактировать с концом второго токоприемника. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу первого токоприемника. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу второго токоприемника. Промежуточный элемент может соединять второй токоприемник с первым токоприемником. В случае если промежуточный элемент соединяет второй токоприемник с первым токоприемником, промежуточный элемент может обеспечивать индукционный нагревательный элемент структурной опорой. Преимущественно промежуточный элемент может обеспечить индукционный нагревательный элемент в виде цельного единого элемента, который можно легко удалять из системы индукционного нагрева и заменять.
Промежуточный элемент может принимать любую подходящую форму. Промежуточный элемент может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, промежуточный элемент может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение. Промежуточный элемент может быть трубчатым. Трубчатый промежуточный элемент содержит кольцевое тело, образующее внутреннюю полость. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с наружной стороны промежуточного элемента во внутреннюю полость. Полость промежуточного элемента может быть выполнена с возможностью вмещения части изделия, генерирующего аэрозоль. Полость промежуточного элемента может представлять собой открытую полость. Полость промежуточного элемента может быть открыта на одном конце. Полость промежуточного элемента может быть открыта на обоих концах.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник представляют собой трубчатые токоприемники, и промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления трубчатый первый токоприемник, трубчатый второй токоприемник и трубчатый промежуточный элемент могут быть по сути выровнены. Трубчатый первый токоприемник, трубчатый промежуточный элемент и трубчатый второй токоприемник могут быть расположены конец к концу в форме трубчатого стержня. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут быть по сути выровнены. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут определять полость индукционного нагревательного элемента.
Промежуточный элемент может быть образован из любого подходящего материала.
В предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент образован из другого материала относительно первого токоприемника и второго токоприемника.
Промежуточный элемент может содержать теплоизоляционный материал для термической изоляции первого токоприемника от второго токоприемника. Промежуточный элемент может содержать материал, имеющий объемную теплопроводность менее или равную приблизительно 100 милливатт на метр-Кельвин (мВт/(м·К)) при температуре 23 градуса Цельсия и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS). Обеспечение промежуточного элемента, образованного из теплоизоляционного материала, в промежутке между первым токоприемником и вторым токоприемником может дополнительно снизить перенос тепла между первым токоприемником и вторым токоприемником. Преимущественно это может улучшать способность индукционного нагревательного элемента к выборочному нагреву раздельных частей субстрата, образующего аэрозоль. Это также может позволить уменьшить размер промежутка между первым токоприемником и вторым токоприемником и, в свою очередь, уменьшить размер индукционного нагревательного элемента.
Промежуточный элемент может содержать электроизоляционный материал для электроизоляции первого токоприемника от второго токоприемника. Токоприемник может содержать материал, имеющий удельное электрическое сопротивление, составляющее по меньшей мере 1×104 Ом-метр (Ом·м), при двадцати градусах Цельсия.
Промежуточный элемент может содержать по меньшей мере одно из следующего: теплоизоляционный материал для теплоизоляции первого токоприемника от второго токоприемника; и электроизоляционный материал для электроизоляции первого токоприемника от второго токоприемника. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент содержит теплоизоляционный материал для теплоизоляции первого токоприемника от второго токоприемника; и электроизоляционный материал для электроизоляции первого токоприемника от второго токоприемника.
Особенно предпочтительные материалы для промежуточного элемента могут включать полимерные материалы, такие как полиэфирэфиркетон (PEEK), жидкокристаллические полимеры, такие как Kevlar®, определенные виды цемента, стекла и керамических материалов, таких как диоксид циркония (ZrO2), нитрид кремния (Si3N4) и оксид алюминия (Al2O3).
Промежуточный элемент может быть газопроницаемым. Другими словами, промежуточный элемент выполнен с возможностью обеспечения проникания газа через промежуточный элемент. Обычно промежуточный элемент выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с одной стороны промежуточного элемента на другую сторону промежуточного элемента. Промежуточный элемент может содержать наружную сторону и внутреннюю сторону, противоположную наружной стороне. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения проникания газа с наружной стороны на внутреннюю сторону.
В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент содержит проход для воздуха, выполненный с возможностью обеспечения потока воздуха через промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления промежуточный элемент не должен быть обязательно выполнен из газопроницаемого материала. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент образован из газонепроницаемого материала и содержит проход для воздуха, выполненный с возможностью обеспечения прохода воздуха через промежуточный элемент. Промежуточный элемент может содержать несколько проходов для воздуха. Промежуточный элемент может содержать любое подходящее количество проходов для воздуха, например, два, три, четыре, пять или шесть проходов для воздуха. В случае если промежуточный элемент содержит несколько проходов для воздуха, проходы для воздуха могут быть равномерно разнесены от промежуточного элемента.
В случае если промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент, образующий внутреннюю полость, промежуточный элемент может содержать проход для воздуха, выполненный с возможностью пропускания потока воздуха с наружной поверхности промежуточного элемента во внутреннюю полость. Промежуточный элемент может содержать проход для воздуха, проходящий от наружной поверхности к внутренней поверхности. В случае если трубчатый промежуточный элемент содержит несколько проходов для воздуха, проходы для воздуха могут быть равномерно разнесены по окружности трубчатого промежуточного элемента.
Индукционный нагревательный элемент может содержаться в системе индукционного нагрева.
Система индукционного нагрева дополнительно содержит индукционную катушку. Предпочтительно система индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку.
Первая индукционная катушка выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле. Первая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Вторая индукционная катушка выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле. Вторая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
Индукционная катушка может иметь любую подходящую форму. Например, индукционная катушка может представлять собой плоскую индукционную катушку. Плоская индукционная катушка может быть намотана по спирали, по сути в плоскости. Предпочтительно индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку, образующую внутреннюю полость. Обычно, трубчатая индукционная катушка спирально намотана вокруг оси. Индукционная катушка может быть продолговатой. Особенно предпочтительно индукционная катушка может быть продолговатой трубчатой индукционной катушкой. Индукционная катушка может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, индукционная катушка может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.
Индукционная катушка может быть образована из любого подходящего материала. Индукционная катушка образована из электропроводного материала. Предпочтительно индукционная катушка образована из металла или металлического сплава.
В случае если индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку, предпочтительно часть индукционного нагревательного элемента расположена внутри внутренней полости индукционной катушки. Особенно предпочтительно первая индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку, и по меньшей мере часть первого токоприемника расположена внутри внутренней полости первой индукционной катушки. Длина трубчатой первой индукционной катушки может быть по сути подобна длине первого токоприемника. Особенно предпочтительно вторая индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку, и по меньшей мере часть второго токоприемника расположена внутри внутренней полости второй индукционной катушки. Длина трубчатой второй индукционной катушки может быть по сути подобна длине второго токоприемника.
В некоторых вариантах осуществления вторая индукционная катушка по сути идентична первой индукционной катушке. Другими словами, первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка имеют одинаковую форму, размеры и количество витков. Особенно предпочтительно вторая индукционная катушка по сути идентична первой индукционной катушке в тех вариантах осуществления, где второй токоприемник по сути идентичен первому токоприемнику.
В некоторых вариантах осуществления вторая индукционная катушка отлична от первой индукционной катушки. Например, вторая индукционная катушка может иметь длину, количество витков или поперечное сечение, отличные от таковых для первой индукционной катушки. Особенно предпочтительно вторая индукционная катушка отличается от первой индукционной катушке в тех вариантах осуществления, где второй токоприемник отличается от первого токоприемника.
Первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть расположены в любой пригодной системе. Особенно предпочтительно первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка соосно выровнены вдоль оси. В случае если первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка представляют собой продолговатые трубчатые индукционные катушки, первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть соосно выровнены вдоль продольной оси таким образом, чтобы внутренние полости катушек были выровнены вдоль продольной оси.
Система индукционного нагрева может содержать любое подходящее количество индукционных катушек. Индукционный нагревательный элемент содержит несколько индукционных катушек. Система индукционного нагрева содержит по меньшей мере две индукционные катушки. Предпочтительно количество индукционных катушек системы индукционного нагрева равно количеству токоприемников индукционного нагревательного элемента. Количество индукционных катушек системы индукционного нагрева может отличаться от количества токоприемников индукционного нагревательного элемента. В случае если количество индукционных катушек равно количеству токоприемников, предпочтительно каждая индукционная катушка расположена вокруг токоприемника. Особенно предпочтительно каждая индукционная катушка проходит по сути по длине токоприемника, вокруг которого она расположена.
Индукционный нагревательный элемент может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть расположен вокруг индукционной катушки системы индукционного нагрева. Концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой, в направлении индукционного нагревательного элемента.
Преимущественно посредством деформации электромагнитного поля в направлении индукционного нагревательного элемента концентратор потока может концентрировать магнитное поле на индукционном нагревательном элементе. Это может увеличивать эффективность системы индукционного нагрева в сравнении с вариантами осуществления, в которых концентратор потока не предусмотрен. В контексте данного документа фраза «концентрировать магнитное поле» означает деформировать магнитное поле таким образом, что плотность магнитной энергии магнитного поля увеличивается в месте «концентрации» магнитного поля.
В контексте данного документа термин «концентратор потока» относится к компоненту, имеющему высокую относительную магнитную проницаемость, который служит для концентрации и направления магнитного поля или линий магнитного поля, генерируемых индукционной катушкой. В контексте данного документа термин «относительная магнитная проницаемость» относится к отношению магнитной проницаемости материала или среды, такой как концентратор потока, к магнитной проницаемости свободного пространства, «µ0», где µ0 составляет 4π×10−7 ньютон на квадратный ампер (N.A−2).
В контексте данного документа термин «высокая относительная магнитная проницаемость» относится к относительной магнитной проницаемости, составляющей по меньшей мере 5 при 25 градусах Цельсия, например, по меньшей мере 10, по меньшей мере 20, по меньшей мере 30, по меньшей мере 40, по меньшей мере 50, по меньшей мере 60, по меньшей мере 80 или по меньшей мере 100 градусов Цельсия. Эти приведенные в качестве примера значения предпочтительно относятся к значениям относительной магнитной проницаемости для частоты от 6 до 8 мегагерц (МГц) и температуры 25 градусов Цельсия.
Концентратор потока может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно концентратор потока содержит ферромагнитный материал, например, ферритовый материал, ферритовый порошок, удерживаемый в связующем, или любой другой подходящий материал, содержащий ферритовый материал, такой как ферритный чугун, ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь.
В некоторых вариантах осуществления система индукционного нагрева содержит концентратор потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки и второй индукционной катушки. В этих вариантах осуществления концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой, в направлении первого токоприемника индукционного нагревательного элемента и с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, в направлении второго токоприемника индукционного нагревательного элемента.
В некоторых из этих вариантов осуществления часть концентратора потока проходит в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. Прохождение части концентратора потока в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником может дополнительно деформировать магнитное поле, генерируемое первой индукционной катушкой, и магнитное поле, генерируемое второй индукционной катушкой. Эта дополнительная деформация может привести к дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой, в направлении первого токоприемника и дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, в направлении второго токоприемника. Это может дополнительно улучшать эффективность системы индукционного нагрева.
В некоторых вариантах осуществления система индукционного нагрева содержит несколько концентраторов потока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления отдельный концентратор потока расположен вокруг каждой индукционной катушки. Снабжение каждой индукционной катушки выделенным концентратором потока может позволить оптимально сконфигурировать концентратор потока для деформации магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой. Такая система также может обеспечить образование системы индукционного нагрева из модульных индукционных нагревательных узлов. Каждый индукционный нагревательный узел может содержать индукционную катушку и концентратор потока. Обеспечение модульных индукционных нагревательных узлов может ускорить стандартизованное производство системы индукционного нагрева и обеспечить возможность удаления и замены отдельных узлов.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления система индукционного нагрева содержит: первый концентратор потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки, причем первый концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой, в направлении первого токоприемника; и второй концентратор потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки, причем второй концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, в направлении второго токоприемника.
В этих предпочтительных вариантах осуществления часть первого концентратора потока может проходить в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. В этих предпочтительных вариантах осуществления часть второго концентратора потока может проходить в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником. Прохождение части концентратора потока в промежуточный элемент между токоприемниками может позволить концентратору потока дополнительно деформировать магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой, в направлении токоприемника.
Система индукционного нагрева может дополнительно содержать корпус системы индукционного нагрева. Корпус может соединять воедино индукционный нагревательный элемент, индукционные катушки и концентраторы потока. Это может способствовать закреплению относительных компоновок компонентов системы индукционного нагрева и улучшать сопряжение между компонентами. Предпочтительно корпус системы индукционного нагрева образован из электроизоляционного материала.
В случае если система индукционного нагрева содержит раздельные индукционные нагревательные узлы, содержащие индукционную катушку и концентратор потока, каждый индукционный нагревательный узел может содержать корпус индукционного нагревательного узла. Корпус индукционного нагревательного узла может собирать воедино компоненты индукционного нагревательного узла и улучшать сопряжение между компонентами. Предпочтительно корпус индукционного нагревательного узла образован из электроизоляционного материала.
Система индукционного нагрева может содержаться в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать блок питания. Блок питания может представлять собой блок питания любого подходящего типа. Блок питания может представлять собой блок питания постоянного тока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления блок питания представляет собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Блок питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке. Блок питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения предварительно заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления блок питания представляет собой блок питания постоянного тока, имеющий напряжение питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольта до приблизительно 4,5 вольта и силу постоянного тока питания в диапазоне от приблизительно 1 ампера до приблизительно 10 ампер (что соответствует мощности блока питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 ватта до приблизительно 45 ватт).
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с системой индукционного нагрева и блоком питания. В частности, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с первой индукционной катушкой, и второй индукционной катушкой, и блоком питания. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей питания на систему индукционного нагрева от блока питания. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер, или специализированную интегральную схему (ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на систему индукционного нагрева. Ток может подаваться на систему индукционного нагрева непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке.
Контроллер может преимущественно содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса С, класса D или класса E.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на систему индукционного нагрева с любой подходящей частотой. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на систему индукционного нагрева с частотой от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на систему индукционного нагрева от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи высокочастотного изменяющегося тока на систему индукционного нагрева. В контексте данного документа термин «высокочастотный изменяющийся ток» обозначает изменяющийся ток с частотой от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный изменяющийся ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, например, от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц или, например, от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус устройства. Корпус устройства может быть продолговатым. Корпус устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.
Корпус устройства может определять полость устройства для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Полость устройства может быть выполнена с возможностью вмещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Полость устройства может иметь любые подходящие форму и размер. Полость устройства может быть по сути цилиндрической. Полость устройства может иметь по сути круглое поперечное сечение.
Индукционный нагревательный элемент может быть расположен в полости устройства. Индукционный нагревательный элемент может быть расположен вокруг полости устройства. Если индукционный нагревательный элемент представляет собой трубчатый индукционный нагревательный элемент, индукционный нагревательный элемент может окружать полость устройства. Внутренняя поверхность индукционного нагревательного элемента может образовывать внутреннюю поверхность полости устройства.
Первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть расположены в полости устройства. Первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть расположены вокруг полости устройства. Первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут окружать полость устройства. Внутренняя поверхность первой индукционной катушки и второй индукционной катушки могут образовывать внутреннюю поверхность полости устройства.
Устройство может иметь ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. Предпочтительно полость устройства расположена на ближнем конце устройства.
Корпус устройства может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения поступления окружающего воздуха в корпус устройства. Корпус устройства может содержать любое подходящее количество впускных отверстий для воздуха. Корпус устройства может содержать несколько впускных отверстий для воздуха.
Корпус устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха. Выпускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения поступления воздуха в полость устройства из корпуса устройства. Корпус устройства может содержать любое подходящее количество выпускных отверстий для воздуха. Корпус устройства может содержать несколько выпускных отверстий для воздуха.
В случае если промежуточный элемент индукционного нагревательного элемента является газопроницаемым, устройство, генерирующее аэрозоль, может определять канал для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха к промежуточному элементу индукционного нагревательного элемента. Такой канал для потока воздуха может обеспечить втягивание воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль, через впускное отверстие для воздуха и с прохождением в полость устройства через промежуточный элемент.
В некоторых вариантах осуществления полость устройства содержит ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. В этих вариантах осуществления полость устройства может быть открытой на ближнем конце для вмещения изделия, генерирующего аэрозоль. В этих вариантах осуществления полость устройства может быть по сути закрытой на дальнем конце. Корпус устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха на дальнем конце полости устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать кольцевое уплотнение в направлении ближнего конца полости устройства. Кольцевое уплотнение может проходить в полость устройства. Кольцевое уплотнение может обеспечивать по сути воздухонепроницаемое уплотнение между корпусом устройства и внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенного в полость устройства. Это может уменьшать объем воздуха, втягиваемого в полость устройства во время использования через какие-либо зазоры между внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, и внутренней поверхностью полости устройства. Это может увеличивать объем воздуха, втягиваемого в изделие, генерирующее аэрозоль, через проницаемые промежуточные элементы.
В некоторых вариантах осуществления корпус устройства содержит мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.
В некоторых вариантах осуществления мундштук предусмотрен в качестве части изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «мундштук» относится к части системы, генерирующей аэрозоль, помещаемой в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль, из изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенного в устройство, генерирующее аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть выполнен с возможностью измерения температуры индукционного нагревательного элемента. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры первого токоприемника. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать второй датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры второго токоприемника.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например, кнопку для инициирования нагрева устройства, генерирующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей для отображения состояния устройства или субстрата, образующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик затяжки для обнаружения осуществления затяжки пользователем через систему, генерирующую аэрозоль.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может образовывать часть системы, генерирующей аэрозоль.
Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать изделие, генерирующее аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль; и второй субстрат, образующий аэрозоль. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, вмещено в полость устройства, по меньшей мере часть первого субстрата, образующего аэрозоль, может быть вмещена в первой части полости устройства, и по меньшей мере часть второго субстрата, образующего аэрозоль, может быть вмещена во второй части полости устройства.
Индукционный нагревательный элемент, образующий часть системы индукционного нагрева устройства, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотинсодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкость. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является твердым.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по сути параллельных складок или гофров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые по сути являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля могут включать многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5 процентов по весу в пересчете на сухой вес, например, от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержаться в изделии, генерирующем аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее систему индукционного нагрева, может быть выполнено с возможностью вмещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по сути цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по сути продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по сути перпендикулярную длине.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в виде сегмента, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать несколько субстратов, образующих аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, является по сути одинаковым с первым субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, отличается от первого субстрата, образующего аэрозоль.
В случае если сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, количество субстратов, образующих аэрозоль, может быть таким же, как и количество токоприемников в индукционном нагревательном элементе. Подобным образом, количество субстратов, образующих аэрозоль, может быть таким же, как и количество индукционных катушек в системе индукционного нагрева.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь по сути цилиндрическую форму. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может быть по сути продолговатым. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может также иметь длину и окружность, по сути перпендикулярную длине.
В случае если сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, субстраты, образующие аэрозоль, могут быть расположены конец к концу вдоль оси сегмента, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать промежуток между смежными субстратами, образующими аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Наружный диаметр сегмента, генерирующего аэрозоль, может быть от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь наружный диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. В некоторых вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную обертку. Наружная обертка может быть образована из бумаги. Наружная обертка может быть проницаемой для газа в сегменте, генерирующем аэрозоль. В частности, в вариантах осуществления, предусматривающих несколько субстратов, образующих аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными субстратами, образующими аэрозоль. В случае если между смежными субстратами, образующими аэрозоль, предусмотрен промежуток, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха в промежутке. Это может обеспечить непосредственное снабжение субстрата, образующего аэрозоль, воздухом, не втянутым через другой субстрат, образующий аэрозоль. Это может увеличить количество воздуха, принимаемое каждым субстратом, образующим аэрозоль. Это может улучшить характеристики аэрозоля, генерируемого из субстрата, образующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может также содержать промежуток между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Промежуток может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Также следует иметь в виду, что отдельно взятые комбинации различных признаков, описанных выше, могут быть реализованы, предоставлены и использованы независимо.
Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, расположенного между парой индукционных катушек;
на фиг. 2 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, расположенного между парой индукционных катушек;
на фиг. 3 показан покомпонентный вид в перспективе индукционного нагревательного элемента согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 показан вид в перспективе индукционного нагревательного элемента на фиг. 3;
на фиг. 5 показан вид в поперечном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, при этом система, генерирующая аэрозоль, содержит изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее систему индукционного нагрева;
на фиг. 6 показан вид в поперечном разрезе ближнего конца устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 5;
на фиг. 7 показан вид в поперечном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, показанной на фиг. 5, причем изделие, генерирующее аэрозоль, расположено в устройстве, генерирующем аэрозоль; и
На фигуре 8 показан вид в поперечном разрезе модульной системы индукционного нагрева согласно варианту осуществления настоящего изобретения, причем система индукционного нагрева содержит два установленных друг на друга индукционных нагревательных узла, причем каждый индукционный нагревательный узел содержит токоприемник, имеющий теплоизоляционные и электроизоляционные промежуточные элементы, расположенные на обоих концах, индукционную катушку, концентратор потока и корпус.
На фиг. 1 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Индукционный нагревательный элемент 10 является продолговатым трубчатым элементом с круглым поперечным сечением. Индукционный нагревательный элемент 10 содержит первый токоприемник 12, второй токоприемник 14 и промежуток 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. Как первый токоприемник 12, так и второй токоприемник 14 являются продолговатыми трубчатыми элементами с круглым поперечным сечением. Первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 соосно выровнены, конец к концу, по продольной оси А-А.
Индукционный нагревательный элемент 10 содержит цилиндрическую полость 20, открытую с обоих концов, определенную внутренними поверхностями первого токоприемника 12 и второго токоприемника 14. Полость 20 выполнена с возможностью вмещения части цилиндрического изделия, генерирующее аэрозоль (не показано), содержащего субстрат, образующий аэрозоль, так что наружная поверхность изделия, генерирующего аэрозоль, может нагреваться первым токоприемником и вторым токоприемником, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль.
Полость 20 содержит три части: первую часть 22 на первом конце, определенную внутренней поверхностью трубчатого первого токоприемника 12, вторую часть 24 на втором конце, противоположном первому концу, определенную внутренней поверхностью трубчатого второго токоприемника 14, и промежуточную часть 26, ограниченную промежутком 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. Первый токоприемник 12 выполнен с возможностью нагрева первой части изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенной в первой части 22 полости 20, и второй токоприемник 14 выполнен с возможностью нагрева второй части изделия, генерирующего аэрозоль, вмещенной во второй части 24 полости 20.
Первая индукционная катушка 32 расположена вокруг первого токоприемника 12 и проходит по сути по длине первого токоприемника 12. Как таковой, первый токоприемник 12 окружен первой индукционной катушкой 32 по сути по своей длине. Когда изменяющийся электрический ток подают на первую индукционную катушку 32, первая индукционная катушка 32 генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное в первой части 22 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой индукционной катушкой 32, наводит вихревые токи в первом токоприемнике 12, вызывая нагрев первого токоприемника 12.
Вторая индукционная катушка 34 расположена вокруг второго токоприемника 14 и проходит по сути по длине второго токоприемника 14. Как таковой, второй токоприемник 14 окружен второй индукционной катушкой 34 по сути по своей длине. Когда изменяющийся электрический ток подают на вторую индукционную катушку 34, вторая индукционная катушка 34 генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное во второй части 24 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое второй индукционной катушкой 34, наводит вихревые токи во втором токоприемнике 14, вызывая нагрев второго токоприемника 14.
Промежуток 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает пространство между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, которое не нагревается индукционно при приложении изменяющегося магнитного поля, генерируемого либо первой индукционной катушкой 32, либо второй индукционной катушкой 34. Кроме того, промежуток 15 обеспечивает теплоизоляцию второго токоприемника 14 от первого токоприемника 12, так что скорость переноса тепла между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 снижена, по сравнению с индукционным нагревательным элементом, в котором первый токоприемник и второй токоприемник расположены смежно друг с другом, в прямом тепловом контакте. Как результат, обеспечение промежутка 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает выборочный нагрев первой части 22 полости 20 первым токоприемником 12 с минимальным нагревом второй части 24 полости 20 и обеспечивает выборочный нагрев второй части 24 полости 20 вторым токоприемником 14 с минимальным нагревом первой части 22 полости 20.
Первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться одновременно путем одновременной подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 32 и вторую индукционную катушку 34. Альтернативно первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться независимо или поочередно путем подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 32 в отсутствие подачи тока на вторую индукционную катушку 34 и путем последующей подачи изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 34 в отсутствие подачи тока на первую индукционную катушку 32. Также предусмотрено, что изменяющийся электрический ток может подаваться на первую индукционную катушку 32 и вторую индукционную катушку 34 в некой последовательности.
На фиг. 2 показано схематическое изображение индукционного нагревательного элемента согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Индукционный нагревательный элемент, показанный на фиг. 2, по сути идентичен индукционному нагревательному элементу, показанному на фиг. 1, и одинаковые ссылочные позиции используются для описания одинаковых признаков.
Индукционный нагревательный элемент 10 на фиг. 2 является продолговатым трубчатым элементом с круглым поперечным сечением. Индукционный нагревательный элемент 10 содержит первый токоприемник 12, второй токоприемник 14. Разница между индукционным нагревательным элементом 10 на фиг. 1 и индукционным нагревательным элементом 10 на фиг. 2 заключается в том, что индукционный нагревательный элемент 10 на фиг. 2 содержит промежуточный элемент 16, расположенный между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. В варианте осуществления на фиг. 2 все еще существует промежуток между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, однако промежуток заполнен промежуточным элементом 16. В это варианте осуществления промежуточный элемент 16 прикреплен к концу первого токоприемника 12 и также прикреплен к концу второго токоприемника 14. Прикрепление промежуточного элемента 16 к концу первого токоприемника 12 и прикрепление промежуточного элемента 16 к концу второго токоприемника 14 опосредованно соединяет первый токоприемник 12 со вторым токоприемником 14. Преимущественно опосредованное прикрепление первого токоприемника 12 ко второму токоприемнику 14 позволяет индукционному нагревательному элементу образовывать цельную конструкцию.
Промежуточный элемент 16 содержит теплоизоляционный материал. Теплоизоляционный материал является также электроизоляционным. В этом варианте осуществления промежуточный элемент 16 образован из полимерного материала, такого как PEEK. Как таковой, промежуточный элемент 16 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает пространство между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, которое не нагревается индукционно при приложении изменяющегося магнитного поля, генерируемого либо первой индукционной катушкой 32, либо второй индукционной катушкой 34. Кроме того, промежуточный элемент 16 обеспечивает теплоизоляцию второго токоприемника 14 от первого токоприемника 12, так что скорость переноса тепла между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 снижена, по сравнению с индукционным нагревательным элементом, в котором первый токоприемник и второй токоприемник расположены смежно друг с другом, в прямом тепловом контакте. Промежуточный элемент 16 может также дополнительно снижать скорость переноса тепла между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 в сравнении с промежутком 15 индукционного нагревательного элемента 10, показанного на фиг. 1. Как результат, промежуточный элемент 16 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает выборочный нагрев первой части 22 полости 20 первым токоприемником 12 с минимальным нагревом второй части 24 полости 20 и обеспечивает выборочный нагрев второй части 24 полости 20 вторым токоприемником 14 с минимальным нагревом первой части 22 полости 20.
На фиг. 3-7 показаны схематические иллюстрации системы, генерирующей аэрозоль, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Система, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль. Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит систему 110 индукционного нагрева согласно настоящему изобретению. Система 110 индукционного нагрева содержит индукционный нагревательный элемент 120 согласно настоящему изобретению.
На фиг. 3 и 4 показаны схематические изображения индукционного нагревательного элемента 120. Индукционный нагревательный элемент 120 содержит: первый токоприемник 122, второй токоприемник 124, третий токоприемник 126, первый промежуточный элемент 128 и второй промежуточный элемент 130. Первый промежуточный элемент 128 расположен между первым токоприемником 122 и вторым токоприемником 124. Второй промежуточный элемент 130 расположен между вторым токоприемником 124 и третьим токоприемником 126.
В этом варианте осуществления каждый из первого токоприемника 122, второго токоприемника 124 и третьего токоприемника 126 одинаковы. Каждый из токоприемников 122, 124, 126 представляет собой продолговатый трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость. Каждый токоприемник и его соответствующая внутренняя полость являются по сути цилиндрическими с круглым поперечным сечением, постоянным по длине токоприемника. Внутренняя полость первого токоприемника 122 определяет первый участок 134. Внутренняя полость второго токоприемника 124 определяет второй участок 136. Внутренняя полость третьего токоприемника определяет третий участок 138.
Подобным образом, первый промежуточный элемент 128 и второй промежуточный элемент 130 идентичны. Промежуточные элементы 128, 130 являются трубчатыми, определяя внутреннюю полость. Каждый промежуточный элемент 128, 130 является по сути цилиндрическим с круглым поперечным сечением, постоянным по длине промежуточного элемента. Наружный диаметр промежуточных элементов 128, 130 равен наружному диаметру токоприемников 122, 124, 126, так что наружная поверхность промежуточных элементов 128, 130 может быть выровнена заподлицо с наружной поверхностью токоприемников 122, 124, 126. Внутренний диаметр промежуточных элементов 128, 130 также равен внутреннему диаметру токоприемников 122, 124, 126, так что внутренняя поверхность промежуточных элементов 128, 138 может быть выровнена заподлицо с внутренней поверхностью токоприемников 122, 124, 126.
Первый токоприемник 122, первый промежуточный элемент 128, второй токоприемник 124, второй промежуточный элемент 130 и третий токоприемник 126 расположены конец к концу и соосно выровнены по оси B-B. В этой системе токоприемники 122, 124, 126 и промежуточные элементы 128, 130 образуют трубчатую продолговатую цилиндрическую конструкцию. Эта конструкция образует индукционный нагревательный элемент 120 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Продолговатый трубчатый индукционный нагревательный элемент 120 содержит внутреннюю полость 140. Полость 140 индукционного нагревательного элемента определена внутренними полостями токоприемников 122, 124, 126 и внутренними полостями промежуточных элементов 128, 130. Полость 140 индукционного нагревательного элемента выполнена с возможностью вмещения сегмента, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль, как более подробно описано ниже.
Промежуточные элементы 128, 130 образованы из электроизоляционного и теплоизоляционного материала. Как таковые, токоприемники 122, 124, 126 по сути электрически и термально изолированы друг от друга. Материал промежуточных элементов 128, 130 также по сути газонепроницаемый. В этом варианте осуществления трубчатый индукционный нагревательный элемент 120 по сути непроницаем для газа от наружной поверхности к внутренней поверхности, образующей полость 140 индукционного нагревательного элемента.
На фиг. 5, 6 и 7 показаны схематические сечения устройства 100, генерирующего аэрозоль, и изделия 200, генерирующего аэрозоль.
Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит по сути цилиндрический корпус 102 устройства, с формой и размером, подобными традиционной сигарете. Корпус 102 устройства определяет полость 104 устройства на ближнем конце. Полость 104 устройства является по сути цилиндрической, открытой на ближнем конце, и по сути закрытой на дальнем конце, противоположном ближнему концу. Полость 104 устройства выполнена с возможностью вмещения сегмента 210, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль. Соответственно, длина и диаметр полости 104 устройства по сути подобны длине и диаметру сегмента 210, генерирующего аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль.
Устройство 100, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит блок 106 питания в форме перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 108 в форме печатной платы, содержащей микропроцессор, электрический разъем 109 и систему 110 индукционного нагрева. Все из блока 106 питания, контроллера 108 и системы 110 индукционного нагрева расположены внутри корпуса 102 устройства. Система 110 индукционного нагрева устройства 100, генерирующего аэрозоль, расположена на ближнем конце устройства 100 и в целом расположена вокруг полости 104 устройства. Электрический соединитель 109 расположен на дальнем конце корпуса 109 устройства напротив полости 104 устройства.
Контроллер 108 выполнен с возможностью управления подачей питания от блока 106 питания к системе 110 индукционного нагрева. Контроллер 108 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный, включая усилитель мощности класса D, и выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на систему 110 индукционного нагрева. Контроллер 108 также выполнен с возможностью управления перезарядкой блока 106 питания от электрического разъема 109. Кроме того, контроллер 108 содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, что пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, вмещенном в полость 104 устройства.
Система 110 индукционного нагрева содержит три индукционных нагревательных узла, включая первый индукционный нагревательный узел 112, второй индукционный нагревательный узел 114 и третий индукционный нагревательный узел 116. Первый индукционный нагревательный узел 112, второй индукционный нагревательный узел 114 и третий индукционный нагревательный узел 116 по сути идентичны.
Первый индукционный нагревательный узел 112 содержит цилиндрическую трубчатую первую индукционную катушку 150, цилиндрический трубчатый первый концентратор 152 потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки 150, и цилиндрический трубчатый корпус 154 первого индукционного узла, расположенный вокруг первого концентратора 152 потока.
Второй индукционный нагревательный узел 114 содержит цилиндрическую трубчатую вторую индукционную катушку 160, цилиндрический трубчатый второй концентратор 162 потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки 160, и цилиндрический трубчатый корпус 164 второго индукционного узла, расположенный вокруг второго концентратора 162 потока.
Третий индукционный нагревательный узел 116 содержит цилиндрическую трубчатую третью индукционную катушку 170, цилиндрический трубчатый третий концентратор 172 потока, расположенный вокруг третьей индукционной катушки 170, и цилиндрический трубчатый корпус 174 третьего индукционного узла, расположенный вокруг третьего концентратора 172 потока.
Соответственно, каждый индукционный нагревательный узел 112, 114, 116 образует по сути трубчатый узел с круглым поперечным сечением. В каждом индукционном нагревательном узле 112, 114, 116 концентратор потока проходит по ближнему и дальнему концам индукционной катушки таким образом, что индукционная катушка расположена внутри кольцевой полости концентратора потока. Подобным образом, корпус каждого индукционного нагревательного узла проходит по ближнему и дальнему концам концентратора потока таким образом, что концентратор потока и индукционная катушка расположены внутри кольцевой полости корпуса индукционного нагревательного узла. Эта система позволяет концентратору потока концентрировать магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой, во внутренней полости индукционной катушки. Эта система также позволяет корпусу индукционного узла удерживать концентратор потока и индукционную катушку внутри корпуса индукционного узла.
Система 110 индукционного нагрева дополнительно содержит индукционный нагревательный элемент 120. Индукционный нагревательный элемент 120 расположен вокруг внутренней поверхности полости 104 устройства. В этом варианте осуществления корпус 102 устройства определяет внутреннюю поверхность полости 104 устройства. Однако предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления внутренняя поверхность полости устройства определена внутренней поверхностью индукционного нагревательного элемента 120.
Индукционные нагревательные узлы 112, 114, 116 расположены вокруг индукционного нагревательного элемента 120 таким образом, что индукционный нагревательный элемент 120 и индукционные нагревательные узлы 112, 114, 116 концентрически расположены вокруг полости 104 устройства. Первый индукционный нагревательный узел 112 расположен вокруг первого токоприемника 122 на дальнем конце полости 104 устройства. Второй индукционный нагревательный узел 114 расположен вокруг второго токоприемника 124 в центральной части полости 104 устройства. Третий индукционный нагревательный узел 116 расположен вокруг третьего токоприемника 126 на ближнем конце полости 104 устройства. Предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления концентраторы потока могут также проходить в промежуточные элементы индукционного нагревательного элемента с целью дополнительного деформирования магнитных полей, генерируемых индукционными катушками, в направлении токоприемников.
Первая индукционная катушка 150 соединена с контроллером 108 и блоком 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 150. Когда изменяющийся электрический ток подают на первую индукционную катушку 150, первая индукционная катушка 150 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник 122 посредством индукции.
Вторая индукционная катушка 160 соединена с контроллером 108 и блоком 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 160. Когда изменяющийся электрический ток подают на вторую индукционную катушку 160, вторая индукционная катушка 160 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник 124 посредством индукции.
Первая индукционная катушка 170 соединена с контроллером 108 и блоком 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на третью индукционную катушку 170. Когда изменяющийся электрический ток подают на третью индукционную катушку 170, третья индукционная катушка 170 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает третий токоприемник 126 посредством индукции.
Корпус 102 устройства также определяет впускное отверстие 180 для воздуха в непосредственной близости к дальнему концу полости 106 устройства. Впускное отверстие 180 для воздуха выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в корпус 102 устройства. Канал 181 для потока воздуха определен сквозь устройство между впускным отверстием 180 для воздуха и выпускным отверстием для воздуха в дальнем конце полости 104 устройства для обеспечения втягивания воздуха из впускного отверстия 180 для воздуха в полость 104 устройства.
Изделие 200, генерирующее аэрозоль, в целом предусмотрено в форме цилиндрического стержня, имеющего диаметр, подобный внутреннему диаметру полости 104 устройства. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит цилиндрическую ацетилцеллюлозную заглушку 204 фильтра и цилиндрический сегмент 210, генерирующий аэрозоль, обернутые вместе наружной оберткой 220 из сигаретной бумаги.
Заглушка 204 фильтра расположена на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, и образует мундштук системы, генерирующей аэрозоль, на котором пользователь делает затяжку для приема аэрозоля, сгенерированного системой.
Сегмент 210, генерирующий аэрозоль, расположен на дальнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, и имеет длину, по сути равную длине полости 104 устройства. Сегмент 210, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, включая: первый субстрат 212, образующий аэрозоль, на дальнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, второй субстрат 214, образующий аэрозоль, смежно с первым субстратом 212, образующим аэрозоль, и третий субстрат 216, образующий аэрозоль, на ближнем конце сегмента 210, генерирующего аэрозоль, смежно со вторым субстратом 216, образующим аэрозоль. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления два или более субстратов, образующих аэрозоль, могут быть образованы из одинаковых материалов. Однако в данном варианте осуществления каждый из субстратов 212, 214, 216, образующих аэрозоль, отличается. Первый субстрат 212, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, без дополнительных вкусоароматических веществ. Второй субстрат 214, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий вкусоароматическое вещество в виде ментола. Третий субстрат, образующий аэрозоль, содержит вкусоароматическое вещество в виде ментола и не содержит табачного материала или любого другого источника никотина. Каждый из субстратов 212, 214, 216, образующих аэрозоль, также содержит дополнительные компоненты, например, одно или более веществ для образования аэрозоля и воду, таким образом, нагревание субстрата, образующего аэрозоль, генерирует аэрозоль с необходимыми органолептическими свойствами.
Ближний конец первого субстрата 212, образующего аэрозоль, является открытым, поскольку он не покрыт наружной оберткой 220. В этом варианте осуществления воздух способен втягиваться в сегмент 210, генерирующий аэрозоль, через ближний конец первого субстрата 212, образующего аэрозоль, на ближнем конце изделия 200.
В этом варианте осуществления первый субстрат 212, образующий аэрозоль, второй субстрат 214, образующий аэрозоль, и третий субстрат 216, образующий аэрозоль, расположены конец к концу. Однако предполагается, что в других вариантах осуществления промежуток может быть предусмотрен между первым субстратом, образующим аэрозоль, и вторым субстратом, образующим аэрозоль, и промежуток может быть предусмотрен между вторым субстратом, образующим аэрозоль, и третьим субстратом, образующим аэрозоль.
Как показано на фиг. 7, когда сегмент 210, генерирующий аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль, вмещен в полость 104 устройства, длина первого субстрата 212, образующего аэрозоль, является такой, что первый субстрат 212, образующий аэрозоль, проходит от дальнего конца полости 104 устройства, через первую область 134 первого токоприемника 122 и к первому промежуточному элементу 128. Длина второго субстрата 214, образующего аэрозоль, является такой, что второй субстрат 214, образующий аэрозоль, проходит от первого промежуточного элемента 128, через вторую область 136 второго токоприемника 124 и ко второму промежуточному элементу 130. Длина третьего субстрата 216, образующего аэрозоль, является такой, что третий субстрат 216, образующий аэрозоль, проходит от второго промежуточного элемента 130 к ближнему концу полости 104 устройства.
При использовании, когда изделие 200, генерирующее аэрозоль, вмещено в полость 104 устройства, пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного системой, генерирующей аэрозоль. Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, воздух втягивается в корпус 102 устройства на впускном отверстии 180 для воздуха и втягивается вдоль канала 181 для потока воздуха в полость 104 устройства. Воздух втягивается в изделие 200, генерирующее аэрозоль, на ближнем конце первого субстрата 212, образующего аэрозоль, через выпускное отверстие в дальнем конце полости 104 устройства.
В этом варианте осуществления контроллер 108 устройства 100, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью подачи питания на индукционные катушки системы 110 индукционного нагрева в заранее заданной последовательности. Заранее заданная последовательность предусматривает подачу изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 150 во время первой затяжки от пользователя, затем подачу изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 160 во время второй затяжки от пользователя, после того как первая затяжка была завершена, и затем подачу изменяющегося электрического тока на третью индукционную катушку 170 во время третьей затяжки от пользователя, после того как вторая затяжка была завершена. На четвертой затяжке последовательность начинается снова на первой индукционной катушке 150. Данная последовательность приводит к нагреву первого субстрата 212, образующего аэрозоль, на первой затяжке, нагреву второго субстрата 214, образующего аэрозоль, на второй затяжке и нагреву третьего субстрата 216, образующего аэрозоль, на третьей затяжке. Поскольку все субстраты 212, 214, 216, образующие аэрозоль, изделия 100 являются разными, данная последовательность приводит к разным ощущениям для пользователя на каждой затяжке на системе, генерирующей аэрозоль.
Следует понимать, что контроллер 108 может быть выполнен с возможностью подачи питания на индукционные катушки в разной последовательности или одновременно, в зависимости от желаемой доставки аэрозоля пользователю. В некоторых вариантах осуществления пользователь может иметь возможность управлять устройством, генерирующим аэрозоль, для изменения последовательности.
На фигуре 8 показана система индукционного нагрева согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Система 300 индукционного нагрева содержит два модульных индукционных нагревательных узла, первый индукционный нагревательный узел 310 и второй индукционный нагревательный узел 360. Модульные индукционные нагревательные узлы 310, 360 являются идентичными, независимыми узлами, которые выполнены с возможностью отдельного съема и замены в системе 300 индукционного нагрева. Обеспечение таких модульных индукционных нагревательных узлов позволяет системе индукционного нагрева быть относительно недорогой и простой в изготовлении. Причина состоит в том, что может быть проще стандартизировать производство отдельных модульных индукционных нагревательных узлов, чем целой системы индукционного нагрева. Обеспечение таких модульных индукционных нагревательных узлов также может позволить легко изготовить под заказчика систему индукционного нагрева.
Первый индукционный нагревательный узел 310 в целом содержит трубчатый первый токоприемник 312, трубчатую первую индукционную катушку 314, трубчатый первый концентратор 316 потока и трубчатый корпус 318 первого индукционного нагревательного узла.
Первый токоприемник 312 содержит трубчатую опорную основную часть 320, образованную из электроизоляционного и теплоизоляционного материала, такого как оксид алюминия, и слой 322 токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части 320. Промежуточные элементы 324 обеспечены на каждом конце трубчатой опорной основной части 320, перекрывая концы слоя 322 токоприемника. Промежуточные элементы 324 также образованы из электроизоляционного и теплоизоляционного материала, такого как оксид алюминия.
Первая индукционная катушка 314 расположена вокруг наружной поверхности первого токоприемника 312 и проходит по сути по длине первого токоприемника 312. Каждый конец 326 первой индукционной катушки 312 проходит через первый концентратор 316 потока и корпус 318 к наружной поверхности первого индукционного нагревательного узла 310, так что первая индукционная катушка 314 может быть подключена к блоку питания и снабжена изменяющимся током.
Первый концентратор 316 потока расположен вокруг наружной поверхности трубчатой первой индукционной катушки 314 и проходит по концам первой индукционной катушки 314 и первого токоприемника 312, но не за пределы внутренней поверхности первого токоприемника 312. Промежуточные элементы 324 расположены между первым токоприемником 312 и первым концентратором 316 потока и электрически изолируют слой токоприемника первого токоприемника 312 от первого концентратора 316 потока.
Корпус 318 первого индукционного нагревательного узла проходит вокруг наружной поверхности первого концентратора 316 потока, по концам концентратора 316 потока и по внутренней поверхности первого концентратора 316 потока. Корпус 318 первого индукционного нагревательного узла также проходит по промежуточным элементам 324 первого токоприемника 312, так что первый токоприемник 312, первая индукционная катушка 314 и первый концентратор 316 потока удерживаются вместе. Таким образом, первый токоприемник 312, первая индукционная катушка 314, первый концентратор 316 потока и корпус 318 первого индукционного нагревательного узла образуют трубчатый блок, имеющий внутреннюю полость, которая может вмещать субстрат, образующий аэрозоль. Корпус 318 первого индукционного нагревательного узла образован из электроизоляционного и теплоизоляционного материала. В этом варианте осуществления корпус 318 первого индукционного узла образован из полимера, такого как PEEK, который отлит под давлением поверх первого токоприемника 312, первой индукционной катушки 314 и первого концентратора 316 потока.
Второй индукционный нагревательный узел 360 в целом содержит трубчатый второй токоприемник 362, трубчатую вторую индукционную катушку 364, трубчатый второй концентратор 366 потока и трубчатый корпус 368 второго индукционного нагревательного узла.
Второй токоприемник 362 содержит трубчатую опорную основную часть 370, образованную из электроизоляционного и теплоизоляционного материала, такого как PEEK, и слой 372 токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части 370. Промежуточные элементы 374 обеспечены на каждом конце трубчатой опорной основной части 370, перекрывая концы слоя 372 токоприемника. Промежуточные элементы 374 также образованы из электроизоляционного и теплоизоляционного материала, который в этом варианте осуществления представляет собой керамический материал, такой как диоксид циркония (ZrO2).
Вторая индукционная катушка 364 расположена вокруг наружной поверхности второго токоприемника 362 и проходит по сути по длине второго токоприемника 362. Каждый конец 376 второй индукционной катушки 362 проходит через второй концентратор 366 потока и корпус 368 к наружной поверхности второго индукционного нагревательного узла 360, так что вторая индукционная катушка 364 может быть подключена к блоку питания и снабжена изменяющимся током.
Второй концентратор 366 потока расположен вокруг наружной поверхности трубчатой второй индукционной катушки 364 и проходит по концам второй индукционной катушки 364 и второго токоприемника 362, но не за пределы внутренней поверхности второго токоприемника 362. Промежуточные элементы 374 расположены между вторым токоприемником 362 и вторым концентратором 366 потока и электрически изолируют слой токоприемника второго токоприемника 362 от второго концентратора 366 потока.
Корпус 368 второго индукционного нагревательного узла проходит вокруг наружной поверхности второго концентратора 366 потока, по концам концентратора 366 потока и по внутренней поверхности второго концентратора 366 потока. Корпус 368 второго индукционного нагревательного узла также проходит по промежуточным элементам 374 второго токоприемника 362, так что второй токоприемник 362, вторая индукционная катушка 364 и второй концентратор 366 потока удерживаются вместе. Таким образом, второй токоприемник 362, вторая индукционная катушка 364, второй концентратор 366 потока и корпус 368 второго индукционного нагревательного узла образуют трубчатый блок, имеющий внутреннюю полость, которая может вмещать субстрат, образующий аэрозоль. Корпус 368 второго индукционного нагревательного узла образован из электроизоляционного и теплоизоляционного материала. В этом варианте осуществления корпус 368 второго индукционного узла образован из полимера, такого как PEEK, который отлит под давлением поверх второго токоприемника 362, второй индукционной катушки 364 и второго концентратора 366 потока.
Второй индукционный нагревательный узел 360 установлен поверх первого индукционного нагревательного узла 310 с образованием системы 300 индукционного нагрева. Система 300 индукционного нагрева в целом образует трубчатый блок, образующий внутреннюю полость 380 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль.
Когда второй индукционный нагревательный узел 360 установлен поверх первого индукционного нагревательного узла 310, между первым токоприемником 312 и вторым токоприемником 362 существует промежуток. Промежуток содержит промежуточный элемент 324, 374 от каждого из первого и второго индукционных нагревательных узлов 310, 360, а также концевые части концентратора 316, 366 потока и корпус 318, 368 индукционного нагревательного узла от каждого из первого и второго индукционных нагревательных узлов 310, 360. Такой промежуток обеспечивает эффективную теплоизоляцию и электроизоляцию между слоем 322 токоприемника первого токоприемника 312 и слоем 372 токоприемника второго токоприемника 362.
Следует понимать, что описанные выше варианты осуществления являются только конкретными примерами, и другие варианты осуществления предусмотрены в соответствии с настоящим изобретением.
Изобретение относится к индукционному нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль, к системе индукционного нагрева, к устройству, генерирующему аэрозоль, с системой индукционного нагрева и системе, генерирующей аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим систему индукционного нагрева. Изобретение позволяет улучшить способность индукционного нагревательного элемента к выборочному нагреву раздельных частей субстрата, образующего аэрозоль. Для этого предлагаются индукционный нагревательный элемент (10) для системы, генерирующей аэрозоль, система индукционного нагрева для системы, генерирующей аэрозоль, устройство, генерирующее аэрозоль, с системой индукционного нагрева и система, генерирующая аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим систему индукционного нагрева. Причем индукционный нагревательный элемент (10) содержит: первый токоприемник (12), причем первый токоприемник (12) представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; второй токоприемник (14), причем второй токоприемник (14) представляет собой трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль; и промежуток (15) между первым токоприемником (12) и вторым токоприемником (14), причем промежуток (15) термически изолирует первый токоприемник (12) от второго токоприемника (14). 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
1. Индукционный нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, содержащий:
первый токоприемник, представляющий собой трубчатый токоприемник и образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль;
второй токоприемник, представляющий собой трубчатый токоприемник и образующий внутреннюю полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль;
промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуток термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника.
2. Индукционный нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что индукционный нагревательный элемент дополнительно содержит промежуточный элемент, расположенный между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуточный элемент содержит теплоизоляционный материал для теплоизоляции первого токоприемника от второго токоприемника.
3. Индукционный нагревательный элемент по п. 2, отличающийся тем, что промежуточный элемент содержит электроизоляционный материал для электроизоляции первого токоприемника от второго токоприемника.
4. Индукционный нагревательный элемент по п. 2 или 3, отличающийся тем, что промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент, образующий внутреннюю полость.
5. Индукционный нагревательный элемент по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что промежуточный элемент прикреплен к концу первого токоприемника.
6. Индукционный нагревательный элемент по п. 5, отличающийся тем, что промежуточный элемент прикреплен к концу второго токоприемника.
7. Индукционный нагревательный элемент по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что
первый токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части;
второй токоприемник содержит трубчатую опорную основную часть, образованную из теплоизоляционного материала и слоя токоприемника на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части.
8. Система индукционного нагрева, содержащая:
индукционный нагревательный элемент по любому из пп. 1-7;
первую индукционную катушку; и
вторую индукционную катушку,
при этом
первая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник индукционного нагревательного элемента; а
вторая индукционная катушка расположена относительно индукционного нагревательного элемента таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую индукционную катушку, генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник индукционного нагревательного элемента.
9. Система индукционного нагрева по п. 8, отличающаяся тем, что
первая индукционная катушка представляет собой трубчатую катушку, имеющую внутреннюю полость, причем первый токоприемник расположен внутри внутренней полости первой индукционной катушки;
вторая индукционная катушка представляет собой трубчатую катушку, имеющую внутреннюю полость, причем второй токоприемник расположен внутри внутренней полости второй индукционной катушки.
10. Система индукционного нагрева по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит концентратор потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки и второй индукционной катушки, причем концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой, в направлении первого токоприемника и деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, в направлении второго токоприемника.
11. Система индукционного нагрева по п. 10, отличающаяся тем, что часть концентратора потока проходит в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником.
12. Система индукционного нагрева по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
первый концентратор потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки, причем первый концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой, в направлении первого токоприемника; и
второй концентратор потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки, причем второй концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, в направлении второго токоприемника.
13. Система индукционного нагрева по п. 12, отличающаяся тем, что по меньшей мере
часть первого концентратора потока проходит в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником; и
часть второго концентратора потока проходит в промежуточный элемент между первым токоприемником и вторым токоприемником.
14. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее систему индукционного нагрева по любому из пп. 8-13.
15. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:
корпус устройства, образующий полость устройства для вмещения субстрата, образующего аэрозоль;
систему индукционного нагрева, содержащую:
индукционный нагревательный элемент, содержащий:
первый токоприемник, расположенный вокруг первой части полости устройства;
второй токоприемник, расположенный вокруг второй части полости устройства;
промежуток между первым токоприемником и вторым токоприемником, причем промежуток термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника;
первую индукционную катушку, расположенную вокруг по меньшей мере части первого токоприемника и первой части полости устройства;
вторую индукционную катушку, расположенную вокруг по меньшей мере части второго токоприемника и второй части полости устройства;
блок питания, подключенный к системе индукционного нагрева и выполненный с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку,
при этом, когда изменяющийся электрический ток подается на первую индукционную катушку, первая индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник;
когда изменяющийся электрический ток подается на вторую индукционную катушку, вторая индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник.
16. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:
изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее:
первый субстрат, образующий аэрозоль;
второй субстрат, образующий аэрозоль;
устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 15,
при этом, когда изделие, генерирующее аэрозоль, расположено в полости устройства, по меньшей мере часть первого субстрата, образующего аэрозоль, расположена в первой части полости устройства, а по меньшей мере часть второго субстрата, образующего аэрозоль, расположена во второй части полости устройства.
| УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА И СИСТЕМА ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ | 2015 |
|
RU2643421C2 |
| ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АЭРОЗОЛЯ | 2016 |
|
RU2670534C1 |
| WO 2019030364, 14.02.2019 | |||
| EP 2994000 B1, 21.09.2016 | |||
| CN 106617325 A, 10.05.2017 | |||
| KR 1020180040522 A, 20.04.2018 | |||
| CA 3078860 A1, 18.04.2019. | |||
