Генерирующее аэрозоль устройство, генерирующая аэрозоль система и способ управления генерирующим аэрозоль устройством Российский патент 2024 года по МПК A24F40/46 A24F40/465 

Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству, имеющему индукционную нагревательную систему, способу управления генерирующим аэрозоль устройством, имеющим индукционную нагревательную систему, и генерирующей аэрозоль системе, содержащей генерирующее аэрозоль устройство, имеющее индукционную нагревательную систему.

В уровне техники предложен ряд электрических генерирующих аэрозоль систем (см. например, WO 2018073376 A1, A24F 47/00, 26.04.2018), в которых генерирующее аэрозоль устройство, имеющее электрический нагреватель, используется для нагрева образующего аэрозоль субстрата, такого как табачная заглушка. Одной из задач таких генерирующих аэрозоль систем является снижение количества известных вредных компонентов дыма, образующихся в результате горения и пиролитического разложения табака в обычных сигаретах. Обычно генерирующий аэрозоль субстрат обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия, которая вставлена в полость в генерирующем аэрозоль устройстве. В некоторых известных системах, для нагрева образующего аэрозоль субстрата до температуры, при которой он способен выделять летучие компоненты, которые могут образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент, такой как нагревательное лезвие, вставляется внутрь или по окружности образующего аэрозоль субстрата при размещении изделия в генерирующем аэрозоль устройстве. В других генерирующих аэрозоль системах, вместо резистивного нагревательного элемента используется индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель обычно содержит катушку индуктивности, образующую часть генерирующего аэрозоль устройства, и токоприемник, расположенный таким образом, что он находится в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату. Индуктор генерирует переменное магнитное поле для создания вихревых токов и потерь на гистерезис в токоприемнике, вызывая нагрев токоприемника и таким образом нагревая образующий аэрозоль субстрат. Индукционный нагрев обеспечивает возможность генерирования аэрозоля без воздействия нагревателя на генерирующее аэрозоль изделие. Это обеспечивает возможность повышения легкости очистки нагревателя.

Некоторые известные генерирующие аэрозоль устройства содержат более чем одну катушку индуктивности, причем каждая катушка индуктивности выполнена с возможностью нагрева отличной от других части токоприемника. Такие генерирующие аэрозоль устройства могут использоваться для нагрева разных частей генерирующего аэрозоль изделия в разные моменты времени или до разных температур. Однако в случае таких генерирующих аэрозоль устройств может быть затруднительным нагрев одной части генерирующего аэрозоль изделия без одновременного непрямого одновременного нагрева также и смежной части генерирующего аэрозоль изделия.

Было бы желательно создать такое генерирующее аэрозоль устройство, которое в котором были бы смягчены или устранены указанные проблемы с известными системами.

Согласно настоящему изобретению, предложено генерирующее аэрозоль устройство, содержащее: индукционную нагревательную систему, выполненную с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и содержащую токоприемную систему, которая выполнена с возможностью нагрева под действием проникающего переменного магнитного поля для нагрева образующего аэрозоль субстрата, по меньшей мере первую катушку индуктивности и по меньшей мере вторую катушку индуктивности, и контролер, причем контроллер выполнен с возможностью возбуждения первой катушки индуктивности с помощью первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования первого переменного магнитного поля для нагрева первой части токоприемной системы, контроллер выполнен с возможностью возбуждения второй катушки индуктивности с помощью второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования второго переменного магнитного поля для нагрева второй части токоприемной системы, и контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией с комплементарными скважностями.

В контексте данного документа термин «скважность» относится к отношению промежутка времени, в течение которого сигнал подается, к промежутку времени, в течение которого сигнал не подается. Скважность указана в процентах. Скважность 60%, означает, что сигнал подается в течение 60% времени и что сигнал не подается в течение 40% времени.

В контексте данного документа термин «комплементарные скважности» относится к двум сигналам, из которых один сигнал подается, в то время как другой сигнал не подается. Сигналы могут иметь пилообразную форму, причем второй сигнал имеет обратную пилообразную форму по отношению к первому сигналу. Комбинированные сигналы могут в результате давать непрерывный переменный ток.

В некоторых вариантах осуществления скважности первого и второго сигналов плавно сдвигаются. Иначе говоря, скважность первого сигнала может быть уменьшена, в то время как скважность второго сигнала может быть увеличена, или наоборот.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на первую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры первой части токоприемной системы от начальной температуры до первой рабочей температуры, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на первую катушку индуктивности во время второго этапа для снижения температуры первой части токоприемной системы от первой рабочей температуры до второй рабочей температуры, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на вторую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от начальной температуры до третьей рабочей температуры, меньшей первой рабочей температуры, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на вторую катушку индуктивности во время второго этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от третьей рабочей температуры до четвертой рабочей температуры, превышающей вторую рабочую температуру, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью выше 80%, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью ниже 20%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью выше 90%, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью ниже 10%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью ниже 20%, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью выше 80%.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью ниже 10%, причем контроллер может быть выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью выше 90%.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать источник питания для подачи питания на индукционную нагревательную систему.

Контроллер может содержать микроконтроллер.

Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью использования тактовой частоты микроконтроллера в качестве одной или обеих из частоты изменения первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и частоты изменения второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать генератор для генерирования одной или обеих из частоты изменения первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и частоты изменения второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

Контроллер может дополнительно содержать генератор для генерирования одной или обеих из частоты изменения первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать первый силовой каскад, содержащий по меньшей мере первую катушку индуктивности и первый конденсатор.

Первая катушка индуктивности и первый конденсатор могут быть расположены в виде первой LC-цепи.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать второй силовой каскад, содержащий по меньшей мере вторую катушку индуктивности и второй конденсатор.

Вторая катушка индуктивности и второй конденсатор могут быть расположены в виде второй LC-цепи.

Согласно настоящему изобретению, предложена также генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство согласно настоящему изобретению и генерирующее аэрозоль изделие, содержащее образующий аэрозоль субстрат.

Согласно настоящему изобретению, предложен также способ управления генерирующим аэрозоль устройством, содержащим: индукционную нагревательную систему, выполненную с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и содержащую: токоприемную систему, которая выполнена с возможностью нагрева под действием проникающего изменяющегося магнитного поля для нагрева образующего аэрозоль субстрата, по меньшей мере первую катушку индуктивности и по меньшей мере вторую катушку индуктивности, и контролер, который может быть выполнен с возможностью возбуждения первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности, причем указанный способ включает: возбуждение первой катушки индуктивности с помощью первого сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования первого переменного магнитного поля для нагрева первой части токоприемной системы, возбуждение второй катушки индуктивности с помощью второго сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования второго переменного магнитного поля для нагрева второй части токоприемной системы, и подачу первого сигнала с широтно-импульсной модуляцией со скважностью, комплементарной скважности второго сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться на первую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры первой части токоприемной системы от начальной температуры до первой рабочей температуры, причем первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время первого этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться на первую катушку индуктивности во время второго этапа для снижения температуры первой части токоприемной системы от первой рабочей температуры до второй рабочей температуры, причем первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время второго этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

Второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться на вторую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от начальной температуры до третьей рабочей температуры, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время первого этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

Второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться на вторую катушку индуктивности во время второго этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от третьей рабочей температуры до четвертой рабочей температуры, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время второго этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться во время первого этапа со скважностью 80%, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время первого этапа со скважностью 20%.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться во время первого этапа со скважностью 90%, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией, подается во время первого этапа со скважностью 10%.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться во время второго этапа со скважностью 20%, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подается во время второго этапа со скважностью 80%.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может подаваться во время второго этапа со скважностью 10%, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией, подается во время второго этапа со скважностью 90%.

В контексте данного документа термин «образующий аэрозоль субстрат» обозначает субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат обычно представляет собой часть генерирующего аэрозоль изделия.

В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль изделие» относится к изделию, содержащему образующий аэрозоль субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой изделие, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, осуществляющим втягивание или затяжку на мундштуке на ближнем или пользовательском конце системы. Генерирующее аэрозоль изделие может быть одноразовым. Изделие, содержащее образующий аэрозоль субстрат, содержащий табак, в контексте данного документа может именоваться табачной палочкой.

В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с образующим аэрозоль субстратом для генерирования аэрозоля.

В контексте данного документа термин «генерирующая аэрозоль система» относится к комбинации генерирующего аэрозоль устройства и генерирующего аэрозоль изделия. В генерирующей аэрозоль системе генерирующее аэрозоль изделие и генерирующее аэрозоль устройство, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.

В контексте данного документа термин «переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией» включает любые токи, изменяющиеся с течением времени для генерирования изменяющегося магнитного поля. Подразумевается, что термин «переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией» включает переменные токи. В случае, если переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией представляет собой переменный ток, то этот переменный ток генерирует переменное магнитное поле.

В контексте данного документа термин «длина» относится к основному размеру в продольном направлении генерирующего аэрозоль устройства, или генерирующего аэрозоль изделия, или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия.

В контексте данного документа термин «ширина» относится к основному размеру в поперечном направлении генерирующего аэрозоль устройства, или генерирующего аэрозоль изделия, или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия в конкретном месте вдоль его длины. Термин «толщина» относится к размеру в поперечном направлении, перпендикулярном ширине.

В контексте данного документа термин «поперечное сечение» используется для описания сечения генерирующего аэрозоль устройства, или генерирующего аэрозоль изделия, или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия в направлении, перпендикулярном продольному направлению в конкретном месте вдоль его длины.

В контексте данного документа термин «ближний» относится к пользовательскому концу или мундштучному концу генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия. Ближний конец компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия представляет собой конец компонента, ближайший к пользовательскому концу или мундштучному концу генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия. В контексте данного документа термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу.

Первый этап может иметь заданную продолжительность. Второй этап может иметь заданную продолжительность. Продолжительность первого этапа и продолжительность второго этапа могут быть одинаковыми. Продолжительность второго этапа может отличаться от продолжительности первого этапа. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности нагрева системой первой части образующего аэрозоль субстрата и второй части образующего аэрозоль субстрата в течение разных периодов времени. Продолжительность второго этапа может быть меньше продолжительности первого этапа. Продолжительность второго этапа может быть больше продолжительности первого этапа.

Продолжительность первого этапа может составлять от приблизительно 50 секунд до приблизительно 200 секунд. Продолжительность второго этапа составляет от приблизительно 50 секунд до приблизительно 200 секунд. Суммарная продолжительность первого этапа и второго этапа может составлять от приблизительно 100 секунд до приблизительно 400 секунд. Суммарная продолжительность первого этапа и второго этапа может составлять от приблизительно 150 секунд до приблизительно 300 секунд.

В некоторых вариантах осуществления система дополнительно содержит датчик затяжки, выполненный с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки на системе для приема аэрозоля. В данных вариантах осуществления продолжительность первого этапа может быть основана на первом заданном количестве затяжек, обнаруживаемых датчиком затяжки. Первое заданное количество затяжек может составлять от 2 до 5. В данных вариантах осуществления продолжительность второго этапа может быть основана на втором заданном количестве затяжек, обнаруживаемых датчиком затяжки. Второе заданное количество затяжек может составлять от 2 до 5. В данных вариантах осуществления суммарная продолжительность первого этапа и второго этапа может быть основана на суммарном заданном количестве затяжек, обнаруживаемых датчиком затяжек. Суммарное заданное количество затяжек может составлять от 3 до 10 затяжек, осуществляемых пользователем.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый этап заканчивается после обнаружения первого максимального количества затяжек или раньше, если достигнута первая максимальная продолжительность. Первое максимальное количество затяжек может составлять от 2 до 5, а первая максимальная продолжительность составляет от 50 секунд до приблизительно 200 секунд.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй этап заканчивается после обнаружения второго максимального количества затяжек или раньше, если достигнута вторая максимальная продолжительность. Второе максимальное количество затяжек может составлять от 2 до 5, и вторая максимальная продолжительность может составлять от 50 секунд до приблизительно 200 секунд.

Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может регулироваться таким образом, чтобы температура первой части токоприемной системы возрастала от начальной температуры в соответствии с первым рабочим температурным профилем. Первый температурный профиль представляет собой изменение заданной требуемой температуры первой части токоприемной системы с течением времени. В любой заданный момент времени, если фактическая температура первой части токоприемной системы отличается от температуры на первом температурном профиле в этот же момент времени, то регулируют первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией таким образом, чтобы

отрегулировать температуру первой части токоприемной системы до температуры, задаваемой первым температурным профилем в данный момент времени.

Аналогичным образом, второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией может регулироваться для повышения температуры второй части токоприемной системы от начальной температуры согласно второму температурному профилю. Второй температурный профиль представляет собой изменение заданной требуемой температуры второй части токоприемной системы с течением времени. В любой заданный момент времени, если фактическая температура второй части токоприемной системы отличается от температуры на втором температурном профиле в этот же момент времени, то регулируют второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией для регулирования температуры второй части токоприемной системы до температуры, задаваемой вторым температурным профилем в данный момент времени.

В некоторых вариантах осуществления первый рабочий температурный профиль является по существу постоянным. В некоторых вариантах осуществления первый рабочий температурный профиль изменяется с течением времени.

В некоторых вариантах осуществления второй рабочий температурный профиль является по существу постоянным. В некоторых вариантах осуществления второй рабочий температурный профиль изменяется с течением времени.

В некоторых вариантах осуществления, в течение по меньшей мере части первого этапа первый рабочий температурный профиль превышает второй рабочий температурный профиль. В этих вариантах осуществления, в течение по меньшей мере части первого этапа первый рабочий температурный профиль превышает второй рабочий температурный профиль на по меньшей мере приблизительно 50 градусов по Цельсию. Первый рабочий температурный профиль может превышать второй рабочий температурный профиль на протяжении всего первого этапа.

В некоторых вариантах осуществления, на втором этапе первый рабочий температурный профиль и второй рабочий температурный профиль являются по существу одинаковыми. В некоторых вариантах осуществления на втором этапе второй рабочий температурный профиль находится в пределах примерно 5 градусов по Цельсию от первого рабочего температурного профиля.

В некоторых вариантах осуществления, в течение по меньшей мере части второго этапа второй рабочий температурный профиль превышает первый рабочий температурный профиль. В этих вариантах осуществления, на втором этапе второй рабочий температурный профиль может превышать первый рабочий температурный профиль на не более чем приблизительно 50 градусов по Цельсию.

В некоторых вариантах осуществления первый рабочий температурный профиль является по существу постоянным во время по меньшей мере части первого этапа. Первый рабочий температурный профиль может быть постоянным в течение первого этапа.

В некоторых вариантах осуществления первый рабочий температурный профиль является по существу постоянным во время по меньшей мере части второго этапа. Первый рабочий температурный профиль может быть постоянным во время второго этапа.

В некоторых вариантах осуществления второй рабочий температурный профиль является по существу постоянным во время по меньшей мере части второго этапа. Второй рабочий температурный профиль может быть постоянным во время второго этапа.

Первый рабочий температурный профиль может задавать температуру от приблизительно 180 градусов по Цельсию до 300 градусов по Цельсию во время по меньшей мере части первого этапа. Первый рабочий температурный профиль может задавать температуру от приблизительно 160 градусов по Цельсию до приблизительно 260 градусов по Цельсию во время по меньшей мере части второго этапа. Второй рабочий температурный профиль может задавать температуру от приблизительно 180 градусов по Цельсию до приблизительно 300 градусов по Цельсию во время по меньшей мере части второго этапа.

Токоприемная система может иметь любую подходящую форму. Токоприемная система может иметь монолитную конструкцию. Токоприемная система может содержать множество монолитных конструкций. Токоприемная система может быть удлиненной. Токоприемная система может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, токоприемная система может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.

В некоторых вариантах осуществления токоприемная система может содержать внутренний нагревательный элемент. В контексте данного документа термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью вставки в образующий аэрозоль субстрат.

В некоторых вариантах осуществления токоприемная система может быть выполнена с возможностью проникновения в образующий аэрозоль субстрат при приеме образующего аэрозоль субстрата устройством. В этих вариантах осуществления внутренний нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью вставки в образующий аэрозоль субстрат. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму пластины. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму штыря. Внутренний нагревательный элемент может иметь форму конуса. В случае, если генерирующее аэрозоль устройство, содержит полость устройства для размещения образующего аэрозоль субстрата, то, предпочтительно, внутренний нагревательный элемент проходит в указанную полость устройства.

В некоторых вариантах осуществления токоприемная система может представлять собой наружный нагревательный элемент. В контексте данного документа термин «наружный нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью нагрева наружной поверхности образующего аэрозоль субстрата. Наружный нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью по меньшей мере частичного окружения образующего аэрозоль субстрата при приеме образующего аэрозоль субстрата генерирующим аэрозоль устройством. Токоприемная система может быть выполнена с возможностью нагрева наружной поверхности образующего аэрозоль субстрата при приеме образующего аэрозоль субстрата полостью токоприемной системы.

Токоприемная система может быть выполнена с возможностью по существу окружения образующего аэрозоль субстрата при приеме образующего аэрозоль субстрата устройством.

Токоприемная система может содержать полость для приема образующего аэрозоль субстрата. Токоприемная система может содержать наружную сторону и внутреннюю сторону, противоположную наружной стороне. Внутренняя сторона может по меньшей мере частично образовывать полость токоприемной системы для приема образующего аэрозоль субстрата. Первая часть токоприемной системы может быть трубчатой и образовывать часть полости токоприемной системы. Вторая часть токоприемной системы может быть трубчатой и образовывать часть полости токоприемной системы.

В некоторых вариантах осуществления токоприемная система содержит множество внутренних полостей для приема образующего аэрозоль субстрата. Внутренняя полость первой части токоприемной системы может образовывать первую полость токоприемной системы, а внутренняя полость второй части токоприемной системы может образовывать вторую полость токоприемной системы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемная система содержит одну внутреннюю полость для приема образующего аэрозоль субстрата. В этих вариантах осуществления внутренняя полость первой части токоприемной системы образует часть указанной одной внутренней полости токоприемной системы, а внутренняя полость второй части токоприемной системы образует вторую часть указанной одной внутренней полости токоприемной системы. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемная система представляет собой трубчатую токоприемную систему. Внутренняя поверхность трубчатой токоприемной системы может образовывать полость токоприемной системы.

В тех вариантах осуществления, в которых генерирующее аэрозоль устройство, содержит полость устройства для приема образующего аэрозоль субстрата, токоприемная система может по меньшей мере частично окружать указанную полость устройства. Полость токоприемной системы может быть выровнена с полостью устройства.

В некоторых вариантах осуществления токоприемная система содержит по меньшей мере один внутренний нагревательный элемент и по меньшей мере один наружный нагревательный элемент.

Токоприемная система содержит по меньшей мере один токоприемник. Токоприемная система может содержать один токоприемник. Токоприемная система может состоять из одного токоприемника. Первая часть токоприемной системы может содержать первый токоприемник. Вторая часть токоприемной системы может содержать второй токоприемник.

В контексте данного документа термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. При нахождении токоприемника в изменяющемся магнитном поле происходит нагрев токоприемника. Нагрев токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцируемых в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала.

Токоприемник может содержать любой подходящий материал. Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для превращения в аэрозоль образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше приблизительно 250 градусов по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть выполнены из электропроводного материала. В контексте данного документа термин «электропроводный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление, меньшее или равное 1×10^-4 Ом метр (Ом⋅м) при двадцати градусах по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть выполнены из теплопроводного материала. В контексте данного документа термин «теплопроводный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность по меньшей мере 10 Ватт на метр Кельвин (Вт/(м⋅К)) при 23 градусах по Цельсию и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (modified transient plane source, 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 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов.

Предпочтительно, токоприемник выполнен из материала, который является по существу непроницаемым для газа. Иначе говоря, предпочтительно, токоприемник выполнен из материала, который является непроницаемым для газа.

Токоприемник токоприемной системы может иметь любую подходящую форму. Например, токоприемник может быть удлиненным. Токоприемник может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, токоприемник может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или иное многоугольное поперечное сечение.

Первая часть токоприемной системы может представлять собой трубчатый токоприемник. Вторая часть токоприемной системы может представлять собой трубчатый токоприемник. Трубчатый токоприемник содержит кольцевой корпус, обращующий внутреннюю полость. Полость токоприемника может быть выполнена с возможностью приема образующего аэрозоль субстрата. Полость токоприемника может представлять собой открытую полость. Полость токоприемника может быть открыта на одном конце. Полость токоприемника может быть открыта на обоих концах.

В некоторых вариантах осуществления с несколькими токоприемниками все токоприемники могут быть по существу идентичными. Например, второй токоприемник может быть по существу идентичным первому токоприемнику. Все токоприемники могут быть выполнены из одинакового материала. Все токоприемники могут иметь одинаковые форму и размеры. Благодаря тому, что каждый токоприемник выполнен идентичным другим токоприемникам, обеспечивается возможность нагрева каждого токоприемника до по существу одной и той же температуры и нагрева с по существу одной и той же скоростью при приложении данного изменяющегося магнитного поля.

В некоторых вариантах осуществления второй токоприемник отличается от первого токоприемника по меньшей мере одной характеристикой. Второй токоприемник может быть выполнен 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. Благодаря тому, что каждый токоприемник выполнен отличным от других токоприемников, обеспечивается возможность адаптации каждого токоприемника для обеспечения оптимального нагрева разных образующих аэрозоль субстратов.

В одном примере, для первого образующего аэрозоль субстрата может потребоваться нагрев до первой температуры для генерирования первого аэрозоля с требуемыми характеристиками, и для второго образующего аэрозоль субстрата может потребоваться нагрев до второй температуры, отличной от первой температуры, для генерирования второго аэрозоля с требуемыми характеристиками. В данном примере первый токоприемник может быть выполнен из первого материала, пригодного для нагрева первого образующего аэрозоль субстрата до первой температуры, а второй токоприемник может быть выполнен из второго материала, отличного от первого материала и пригодного для нагрева второго образующего аэрозоль субстрата до второй температуры.

В еще одном примере генерирующее аэрозоль изделие может содержать первый образующий аэрозоль субстрат, имеющий первую длину, и второй образующий аэрозоль субстрат, имеющий вторую длину, отличную от первой длины, так что при нагреве второго образующего аэрозоль субстрата создается иное количество аэрозоля, чем при нагреве первого образующего аэрозоль субстрата. В данном варианте осуществления первый токоприемник может иметь длину, по существу равную первой длине, а второй токоприемник может иметь длину, по существу равную второй длине.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник представляет собой удлиненный трубчатый токоприемник, и второй токоприемник также представляет собой удлиненный трубчатый токоприемник. В этих предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник могут быть по существу выровнены. Иначе говоря, первый токоприемник и второй токоприемник могут быть выровнены по оси.

Токоприемная система может содержать любое подходящее количество токоприемников. Токоприемная система может содержать множество токоприемников. Токоприемная система может содержать по меньшей мере два токоприемника. Например, токоприемная система может содержать три, четыре, пять или шесть токоприемников. В случае, если токоприемная система содержит более чем два токоприемника, между каждыми двумя смежными токоприемниками может быть размещен промежуточный элемент.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник может содержать токоприемный слой, обеспеченный на опорном корпусе. В вариантах осуществления с первым токоприемником и вторым токоприемником каждый из первого токоприемника и второго токоприемник может быть выполнен из опорного корпуса и токоприемного слоя. При размещении токоприемника в изменяющемся магнитном поле, происходит наведение вихревых токов в непосредственной близости от поверхности токоприемника, то есть создается эффект, именуемый поверхностным эффектом. Соответственно, возможно выполнение токоприемника из сравнительно тонкого слоя токоприемного материала при одновременном обеспечении эффективного нагрева токоприемника в присутствии изменяющегося магнитного поля. Благодаря выполнению токоприемника из опорного корпуса и сравнительно тонкого токоприемного слоя, обеспечивается возможность упрощения производства генерирующего аэрозоль изделия, которое является простым, недорогим и надежным.

Опорный корпус может быть выполнен из материала, который невосприимчив к индукционному нагреву. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения тех поверхностей токоприемника, которые не находятся в контакте с образующим аэрозоль субстратом, причем поверхности опорного корпуса образуют те поверхности токоприемника, которые не находятся в контакте с образующим аэрозоль субстратом.

Опорный корпус может содержать электроизоляционный материал. В контексте данного документа термин «электроизоляционный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление по меньшей мере 1×10⁴ Ом метр (Ω⋅м) при двадцати градусах по Цельсию.

Опорный корпус может быть теплоизоляционным. В контексте данного документа термин «теплоизоляционный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность, меньшую или равную приблизительно 40 Ваттам на метр Кельвин (Вт/(м⋅К)) при температуре 23 градуса по Цельсию и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).

Благодаря выполнению опорного корпуса из теплоизоляционного материала, обеспечивается возможность создания теплоизоляционного барьера между токоприемным слоем и другими компонентами индукционной нагревательной системы, такими как катушка индуктивности, окружающая токоприемную систему. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения теплопередачи между токоприемником и другими компонентами индукционной нагревательной системы.

Опорный корпус может представлять собой трубчатый опорный корпус, и токоприемный слой может быть обеспечен на внутренней поверхности трубчатого опорного корпуса. Благодаря обеспечению токоприемного слоя на внутренней поверхности опорного корпуса, обеспечивается возможность размещения токоприемного слоя смежно с образующим аэрозоль субстратом в полости токоприемной системы, что улучшает теплопередачу между токоприемным слоем и образующим аэрозоль субстратом.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления с первым токоприемником и вторым токоприемником первый токоприемник содержит трубчатый опорный корпус, выполненный из теплоизоляционного материала, и токоприемный слой на внутренней поверхности трубчатого опорного корпуса. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй токоприемник содержит трубчатый опорный корпус, выполненный из теплоизоляционного материала, и токоприемный слой на внутренней поверхности трубчатого опорного корпуса.

Токоприемник может быть оснащен защитным наружным слоем, например защитным керамическим слоем или защитным стеклянным слоем. Защитный наружный слой обеспечивает возможность повышения прочности токоприемника и упрощения очистку токоприемника. Защитный наружный слой может по существу окружать токоприемник.

Токоприемник может содержать защитное покрытие, выполненное из стекла, керамики или инертного металла.

Токоприемная система может содержать промежуток между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы.

Указанный промежуток может иметь любой подходящий размер для теплоизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы.

Токоприемная система может содержать промежуточный элемент, расположенный между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Промежуточный элемент может быть расположен в промежутке между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Промежуточный элемент может проходить между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Промежуточный элемент может контактировать с концом первой части токоприемной системы. Промежуточный элемент может контактировать с концом второй части токоприемной системы. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу первой части токоприемной системы. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу второй части токоприемной системы. Промежуточный элемент может соединять вторую часть токоприемной системы с первой частью токоприемной системы. Если промежуточный элемент соединяет вторую часть токоприемной системы с первой частью токоприемной системы, то этот промежуточный элемент может обеспечивать конструктивную поддержку для токоприемной системы. Предпочтительно, указанный промежуточный элемент обеспечивает возможность выполнения токоприемной системы в виде единого неразъемного элемента, и возможен его легкий съем и замена в индукционной нагревательной системе.

Промежуточный элемент может иметь 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 кольцевой корпус, образующий внутреннюю полость. Промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью обеспечения проникновения газа с наружной стороны промежуточного элемента в указанную внутреннюю полость. Полость промежуточного элемента может быть выполнена с возможностью приема части генерирующего аэрозоль изделия. 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 первая часть токоприемной системы и вторая часть токоприемной системы представляют собой трубчатые токоприемники, а промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления трубчатый первый токоприемник, трубчатый второй токоприемник и трубчатый промежуточный элемент могут быть по существу выровнены. Трубчатый первый токоприемник, трубчатый промежуточный элемент и трубчатый второй токоприемник могут быть размещены торец к торцу в виде трубчатого стержня. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут быть по существу выровнены. Внутренние полости трубчатого первого токоприемника, трубчатого промежуточного элемента и трубчатого второго токоприемника могут образовывать полость токоприемной системы.

Промежуточный элемент может быть выполнен из любого подходящего материала.

В предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент выполнен из материала, отличного от материала первой части токоприемной системы и второй части токоприемной системы.

Промежуточный элемент может содержать теплоизоляционный материал для теплоизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы. Промежуточный элемент может содержать материал, имеющий объемную теплопроводность, меньшую или равную приблизительно 100 милливатт на метр Кельвин (мВт/(м⋅К)) при температуре 23 градуса по Цельсию и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS). Благодаря обеспечению промежуточного элемента, выполненного из теплоизоляционного материала, в промежутке между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы, обеспечивается возможность дополнительного снижения теплопередачи между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности улучшения способности токоприемной системы к выборочному нагреву отдельных участков образующего аэрозоль субстрата. Это также обеспечивает возможность уменьшения размера промежутка между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы и, таким образом, возможность уменьшения размера токоприемной системы.

Промежуточный элемент может содержать электроизоляционный материал для электроизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы. Токоприемник может содержать материал, имеющий удельное электрическое сопротивление по меньшей мере 1×10⁴ Ом метр (Ом⋅м) при двадцати градусах по Цельсию.

Промежуточный элемент может содержать по меньшей мере один из: теплоизоляционного материала для теплоизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы; и электроизоляционного материала для электроизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления промежуточный элемент содержит теплоизоляционный материал для термоизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы и электроизоляционный материал для электроизоляции первой части токоприемной системы от второй части токоприемной системы.

Особо предпочтительные материалы для промежуточного элемента могут включать полимерные материалы, такие как полиэфирэфиркетон (РЕЕК), 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. Иначе говоря, промежуточный элемент выполнен с возможностью обеспечения проникновения газа через этот промежуточный элемент. Обычно промежуточный элемент выполнен с возможностью обеспечения проникновения 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 проникновения газа с наружной стороны на внутреннюю сторону.

В некоторых вариантах осуществления промежуточный элемент содержит канал для воздуха, выполненный с возможностью обеспечения потока воздуха через промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления промежуточный элемент не обязательно должен быть выполнен из газопроницаемого материала. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления

промежуточный элемент выполнен из газонепроницаемого материала и содержит канал для воздуха, выполненный с возможностью обеспечения прохождения воздуха через промежуточный элемент. Промежуточный элемент может содержать несколько каналов для воздуха. Промежуточный элемент может содержать любое подходящее количество каналов для воздуха, например два, три, четыре, пять или шесть каналов для воздуха. В случае, если промежуточный элемент содержит несколько каналов для воздуха, эти каналы для воздуха могут быть расположены через одинаковые промежутки в промежуточном элементе.

В случае, если промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент, образующий внутреннюю полость, этот промежуточный элемент может содержать канал для воздуха, выполненный с возможностью пропускания потока воздуха со стороны наружной поверхности промежуточного элемента в указанную внутреннюю полость. Промежуточный элемент может содержать канал для воздуха, проходящий от наружной поверхности до внутренней поверхности. В случае, если трубчатый промежуточный элемент содержит несколько каналов для воздуха, эти каналы для воздуха могут быть расположены через одинаковые промежутки по окружности трубчатого промежуточного элемента.

Первая катушка индуктивности выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на эту первую катушку индуктивности, приводит к генерированию изменяющегося магнитного поля. Первая катушка индуктивности расположена относительно токоприемной системы таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на первую катушку индуктивности, создает изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первую часть токоприемной системы.

Вторая катушка индуктивности выполнена таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, приводит к генерированию изменяющегося магнитного поля. Вторая катушка индуктивности расположена относительно токоприемной системы таким образом, что изменяющийся электрический ток, подаваемый на вторую катушку индуктивности, создает изменяющееся магнитное поле, которое нагревает вторую часть токоприемной системы.

Катушка индуктивности может иметь любую подходящую форму. Например, катушка индуктивности может представлять собой плоскую катушку индуктивности. Плоская катушка индуктивности может быть намотана по спирали по существу в одной плоскости. Предпочтительно, катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, образующую внутреннюю полость. Обычно трубчатая катушка индуктивности намотана по спирали вокруг оси. Катушка индуктивности может быть удлиненной. Особо предпочтительно, катушка индуктивности может представлять собой удлиненную трубчатую катушку индуктивности. Катушка индуктивности может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, катушка индуктивности может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или иное многоугольное поперечное сечение.

Катушка индуктивности может быть выполнена из любого подходящего материала. Катушка индуктивности выполнена из электропроводного материала. Предпочтительно катушка индуктивности выполнена из металла или металлического сплава.

В случае, если катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, часть токоприемной системы расположена внутри внутренней полости катушки индуктивности. Особо предпочтительно, первая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, и по меньшей мере участок первой части токоприемной системы расположен внутри внутренней полости первой катушки индуктивности. Длина трубчатой первой катушки индуктивности может быть по существу равна длине первой части токоприемной системы. Особо предпочтительно, вторая катушка индуктивности представляет собой трубчатую катушку индуктивности, и по меньшей мере часть второй части токоприемной системы расположена внутри внутренней полости второй катушки индуктивности. Длина трубчатой второй катушки индуктивности может быть по существу равна длине второй части токоприемной системы.

В некоторых вариантах осуществления вторая катушка индуктивности по существу идентична первой катушке индуктивности. Иначе говоря, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности имеют одинаковые форму, размеры и количество витков. Особо предпочтительно, вторая катушка индуктивности по существу идентична первой катушке индуктивности в тех вариантах осуществления, в которых вторая часть токоприемной системы по существу идентична первой части токоприемной системы.

В некоторых вариантах осуществления вторая катушка индуктивности отличается от первой катушки индуктивности. Например, вторая катушка индуктивности может иметь длину, количество витков или поперечное сечение, отличные от таковых для первой катушки индуктивности. Особо предпочтительно, вторая катушка индуктивности отличается от первой катушки индуктивности в тех вариантах осуществления, в которых вторая часть токоприемной системы отличается от первой части токоприемной системы.

Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть размещены в любой подходящей системе. Особо предпочтительно, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности коаксиально выровнены вдоль оси. В случае, если первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности представляют собой удлиненные трубчатые катушки индуктивности, первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть коаксиально выровнены вдоль продольной оси таким образом, чтобы внутренние полости катушек были выровнены вдоль продольной оси.

В некоторых вариантах осуществления первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности намотаны в одном направлении. В некоторых вариантах осуществления вторая катушка индуктивности намотана в направлении, отличном от направления намотки первой катушки индуктивности.

Индукционная нагревательная система может содержать любое подходящее количество катушек индуктивности. Токоприемная система содержит множество катушек индуктивности. Индукционная нагревательная система содержит по меньшей мере две катушки индуктивности. Предпочтительно, количество катушек индуктивности индукционной нагревательной системы равно количеству токоприемников токоприемной системы. Количество катушек индуктивности индукционной нагревательной системы может отличаться от количества токоприемников токоприемной системы. В случае, если количество катушек индуктивности равно количеству токоприемников, предпочтительно каждая катушка индуктивности размещена вокруг токоприемника. Особо предпочтительно, каждая катушка индуктивности проходит по существу на длину токоприемника, вокруг которого она размещена.

Токоприемная система может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть размещен вокруг катушки индуктивности индукционной нагревательной системы. Концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности, в направлении токоприемной системы.

Предпочтительно, благодаря деформации магнитного поля в направлении токоприемной системы, концентратор магнитного потока обеспечивает возможность концентрирования магнитного поля на токоприемной системе. Это обеспечивает возможность повышения эффективности индукционной нагревательной системы по сравнению с вариантами осуществления, в которых концентратор потока не предусмотрен. В контексте данного документа фраза «концентрировать магнитное поле» означает: деформировать магнитное поле таким образом, чтобы плотность магнитной энергии магнитного поля повышалась в месте, в котором «концентрируется» магнитное поле.

В контексте данного документа термин «концентратор потока» относится к компоненту, который имеет высокую относительную магнитную проницаемость и служит для концентрации и направления магнитного поля или силовых линий магнитного поля, генерируемых катушкой индуктивности. 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 Ньютонов 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 2 5 градусах по Цельсию, 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 по Цельсию. Эти иллюстративные значения предпочтительно относятся к значениям относительной магнитной проницаемости при частоте от 6 до 8 мегагерц (МГц) и температуре 25 градусов по Цельсию.

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 индукционная нагревательная система содержит концентратор потока, размещенный вокруг первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. В этих вариантах осуществления концентратор потока выполнен с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первой части токоприемной системы и с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второй части токоприемной системы.

В некоторых из этих вариантов осуществления часть концентратора потока проходит внутрь промежуточного элемента между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Благодаря прохождению части концентратора потока внутрь промежуточного элемента между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы, обеспечивается возможность дополнительной деформации магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, и магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности. Эта дополнительная деформация обеспечивает возможность

дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первой части токоприемной системы, и дополнительной концентрации магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второй части токоприемной системы. Это обеспечивает возможность дополнительного повышения эффективности индукционной нагревательной системы.

В некоторых вариантах осуществления индукционная нагревательная система содержит множество концентраторов потока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления отдельный концентратор потока размещен вокруг каждой катушки индуктивности. Благодаря тому, что каждая катушка индуктивности оснащена выделенным концентратором потока, обеспечивается возможность оптимального конфигурирования концентратора потока для деформации магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности. Такая система также обеспечивает возможность выполнения индукционной нагревательной системы из модульных индукционных нагревательных блоков. Каждый индукционный нагревательный блок может содержать катушку индуктивности и концентратор потока. Благодаря обеспечению модульных индукционных нагревательных блоков, обеспечивается возможность содействия стандартизованному производству индукционной нагревательной системы и возможность удаления и замены отдельных блоков.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления индукционная нагревательная система содержит: первый концентратор потока, размещенный вокруг первой катушки индуктивности и выполненный с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой катушкой индуктивности, в направлении первой части токоприемной системы; и второй концентратор потока, размещенный вокруг второй катушки индуктивности и выполненный с возможностью деформации изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй катушкой индуктивности, в направлении второй части токоприемной системы.

В этих предпочтительных вариантах осуществления часть первого концентратора потока может проходить внутрь промежуточного элемента между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. В этих предпочтительных вариантах осуществления часть второго концентратора потока может проходить внутрь промежуточного элемента между первой частью токоприемной системы и второй частью токоприемной системы. Благодаря прохождению части концентратора потока внутрь промежуточного элемента между токоприемниками, концентратор потока имеет возможность дополнительной деформации магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности, в направлении токоприемника.

Индукционная нагревательная система может дополнительно содержать кожух индукционной нагревательной системы. Кожух может удерживать вместе токоприемную систему, катушки индуктивности и концентраторы потока. Это обеспечивает возможность содействия закреплению относительных расположений компонентов индукционной нагревательной системы и улучшения связи между компонентами. Предпочтительно, кожух индукционной нагревательной системы выполнен из электроизоляционного материала.

В случае, если индукционная нагревательная система содержит раздельные индукционные нагревательные блоки, содержащие катушку индуктивности и концентратор потока, каждый индукционный нагревательный блок может содержать кожух индукционного нагревательного блока. Кожух индукционного нагревательного блока может удерживать вместе компоненты индукционного нагревательного блока и улучшать связь между компонентами. Предпочтительно, кожух индукционного нагревательного блока выполнен из электроизоляционного материала.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать источник питания. Источник питания может представлять собой источник питания любого подходящего типа. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления источник питания представляет собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Источник питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более сеансов использования устройства. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности 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 еще одном примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности заданного количества сеансов использования устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой источник 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 источника питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 Ватта до приблизительно 45 Ватт).

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать контроллер, соединенный с индукционной нагревательной системой и источником питания. В частности, генерирующее аэрозоль устройство может содержать контроллер, соединенный с первой катушкой индуктивности, второй катушкой индуктивности и источником питания. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей питания на индукционную нагревательную систему от источника 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 индукционную нагревательную систему. Ток может подаваться на индукционную нагревательную систему непрерывно после активации генерирующего аэрозоль устройства, или он может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке.

Генерирующее аэрозоль устройство предпочтительно может содержать инвертор для преобразования постоянного тока в переменный ток, который может содержать усилитель мощности класса С, класса D или класса Е. Инвертор для преобразования постоянного тока в переменный может быть расположен между источником питания и индукционной нагревательной системой.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать преобразователь постоянного тока в постоянный ток, включенный между источником питания и преобразователем постоянного тока в переменный ток.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать первый переключатель, включенный между источником питания и первой катушкой индуктивности, и второй переключатель, включенный между источником питания и второй катушкой индуктивности. Контроллер может быть выполнен с возможностью размыкания и замыкания первого переключателя с первой частотой переключения для возбуждения первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией в первой катушке индуктивности, когда второй переключатель остается разомкнутым. Контроллер может быть выполнен с возможностью замыкания и размыкания второго переключателя со второй частотой переключения для возбуждения второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во второй катушке индуктивности, когда первый переключатель остается разомкнутым.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на индукционную нагревательную систему с любой подходящей частотой. Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на индукционную нагревательную систему с частотой от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на индукционную нагревательную систему с частотой от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью подачи высокочастотного переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на индукционную нагревательную систему. В контексте данного документа термин «высокочастотный переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией» обозначает переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией, имеющий частоту от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией 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.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать кожух устройства. Кожух устройства может быть удлиненным. Кожух 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 (РЕЕК) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.

Кожух устройства может образовывать полость устройства для приема образующего аэрозоль субстрата. Полость устройства может быть выполнена с возможностью приема по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия. Полость устройства может иметь любые подходящие форму и размер. Полость устройства может быть по существу цилиндрической. Полость устройства может иметь по существу круглое поперечное сечение.

Токоприемная система может быть размещена в полости устройства. Токоприемная система может быть размещена вокруг полости устройства. Если токоприемная система представляет собой трубчатую токоприемную систему, то эта токоприемная система может окружать полость устройства. Внутренняя поверхность токоприемной системы может образовывать внутреннюю поверхность полости устройства.

Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть размещены в полости устройства. Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут быть размещены вокруг полости устройства. Первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут окружать полость устройства. Внутренняя поверхность первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности 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.

Полость устройства может иметь ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу. Ближний конец полости устройства может быть по существу открытым для приема генерирующего аэрозоль изделия.

В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство дополнительно содержит крышку, выполненную с возможностью перемещения поверх ближнего конца полости устройства для предотвращения вставки генерирующего аэрозоль изделия в полость устройства.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первая катушка индуктивности расположена около ближнего конца полости устройства, а вторая катушка индуктивности расположена около дальнего конца полости устройства. В этих предпочтительных вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования нагрева образующего аэрозоль субстрата путем возбуждения первого изменяющегося тока в первой катушке индуктивности и последующего возбуждения второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во второй катушке индуктивности. Такое действие приводит к нагреву ближней части полости устройства перед нагревом дальней части полости устройства.

Кожух устройства может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения поступления окружающего воздуха в кожух устройства. Кожух устройства может содержать любое подходящее количество впускных отверстий для воздуха. Кожух устройства может содержать множество впускных отверстий для воздуха.

Кожух устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха. Выпускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения поступления воздуха в полость устройства изнутри кожуха устройства. Кожух устройства может содержать любое подходящее количество выпускных отверстий для воздуха. Кожух устройства может содержать множество выпускных отверстий для воздуха.

В случае, если промежуточный элемент токоприемной системы является газопроницаемым, генерирующее аэрозоль устройство может образовывать канал для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха до указанного промежуточного элемента токоприемной системы. Такой канал для потока воздуха обеспечивает возможность втягивания воздуха через генерирующее аэрозоль устройство из впускного отверстия для воздуха внутрь полости 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 приема генерирующего аэрозоль изделия. В этих вариантах осуществления полость устройства может быть по существу закрытой на дальнем конце. Корпус устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха на дальнем конце полости устройства. Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать кольцевое уплотнение со стороны ближнего конца полости устройства. Кольцевое уплотнение может проходить внутрь полости устройства. Кольцевое уплотнение обеспечивает возможность по существу воздухонепроницаемой герметизации между корпусом устройства и наружной поверхностью генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в полости устройства. Это обеспечивает возможность уменьшения объема воздуха, втягиваемого в полость устройства во время использования через какие-либо зазоры, которые присутствуют между наружной поверхностью генерирующего аэрозоль изделия и внутренней поверхностью полости устройства. Это обеспечивает возможность увеличения объема воздуха, втягиваемого в генерирующее аэрозоль изделие 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 чем одно впускное отверстие для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха обеспечивают возможность снижения температуры аэрозоля перед его доставкой пользователю и возможность снижения концентрации аэрозоля перед его доставкой пользователю.

В некоторых вариантах осуществления мундштук обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия. В контексте данного документа термин «мундштук» относится к части генерирующей аэрозоль системы, помещаемой в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой из генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в генерирующем аэрозоль устройстве.

В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью отслеживания подачи тока на индукционную нагревательную систему. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения температуры токоприемной системы на основе отслеживаемого тока. Контроллер может быть выполнен с возможностью отслеживания первого изменяющегося тока и определения температуры первой части токоприемной системы на основе отслеживаемого первого изменяющегося тока. Контроллер может быть выполнен с возможностью отслеживания второго изменяющегося тока и определения температуры второй части токоприемной системы на основе отслеживаемого второго изменяющегося тока.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик температуры. Второй датчик температуры может быть выполнен с возможностью измерения температуры токоприемной системы. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования первого изменяющегося тока на основе температуры токоприемной системы, измеряемой датчиком температуры. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования второго изменяющегося тока на основе температуры токоприемной системы, измеряемой датчиком температуры.

Датчик температуры может представлять собой датчик температуры любого подходящего типа. Например, датчик температуры может представлять собой термопару, резистивный датчик температуры с отрицательным температурным коэффициентом или резистивный датчик температуры с положительным температурным коэффициентом.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство может содержать первый датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры первой части токоприемной системы. В этих вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования первого изменяющегося тока на основе температуры первой части токоприемной системы, измеряемой первым датчиком температуры.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство может содержать второй датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры второй части токоприемной системы. В этих вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования второго изменяющегося тока на основе температуры второй части токоприемной системы, измеряемой вторым датчиком температуры.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например кнопку для инициирования нагрева генерирующего аэрозоль устройства.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать дисплей для отображения состояния устройства или образующего аэрозоль субстрата.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик для обнаружения наличия образующего аэрозоль субстрата. В случае, если генерирующее аэрозоль устройство содержит полость устройства для приема образующего аэрозоль субстрата, генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик для обнаружения наличия образующего аэрозоль субстрата в указанной полости устройства. В случае, если генерирующее аэрозоль устройство выполнено с возможностью приема по меньшей мере части генерирующего аэрозоль, генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик генерирующего аэрозоль изделия, выполненный с возможностью обнаружения генерирующего аэрозоль изделия в полости устройства.

Контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования нагрева путем возбуждения первого изменяющегося тока в первой катушке индуктивности в случае, если датчиком образующего аэрозоль субстрата обнаружено наличие образующего аэрозоль субстрата.

Контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования нагрева путем возбуждения первого изменяющегося тока в первой катушке индуктивности в случае, если датчиком генерирующего аэрозоль изделия обнаружено наличие генерирующего аэрозоль изделия в полости устройства.

Датчик образующего аэрозоль субстрата и датчик генерирующего аэрозоль изделия могут представлять собой датчики любого подходящего типа. Например, датчик может представлять собой оптический, акустический, емкостной или индукционный датчик.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать датчик затяжек, выполненный с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжек на генерирующей аэрозоль системе. В контексте данного документа термин «затяжка» обозначает втягивание, осуществляемое пользователем на генерирующей аэрозоль системе для приема аэрозоля.

Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство является портативным. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.

Генерирующее аэрозоль устройство может образовывать часть генерирующей аэрозоль системы.

Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать генерирующее аэрозоль изделие. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать образующий аэрозоль субстрат. Генерирующее аэрозоль изделие может содержать первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат. При размещении генерирующего аэрозоль изделия в полости устройства, по меньшей мере часть первого образующего аэрозоль субстрата может быть размещена в первой части полости устройства, и по меньшей мере часть второго образующего аэрозоль субстрата может быть размещена во второй части полости устройства.

Токоприемная система, образующий часть индукционной нагревательной системы генерирующего аэрозоль устройства, выполнена с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Содержащий никотин образующий аэрозоль субстрат может представлять собой матрицу из никотиновой соли.

Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой жидкость. Образующий аэрозоль субстрат может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно, образующий аэрозоль субстрат является твердым.

Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. Образующий аэрозоль субстрат может содержать нетабачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть получен в результате агломерации табака в виде частиц. В особо предпочтительном варианте осуществления образующий аэрозоль субстрат содержит собранный гофрированный лист из гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.

Образующий аэрозоль субстрат 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 являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, 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 его наличии, содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале быть равно 5 процентам по весу или больше 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. Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.

Образующий аэрозоль субстрат может содержаться в генерирующем аэрозоль изделии. Генерирующее аэрозоль устройство, содержащее индукционную нагревательную систему, может быть выполнено с возможностью размещения по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь любую подходящую форму. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь по существу цилиндрическую форму. Генерирующее аэрозоль изделие может быть по существу удлиненным. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.

Образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в виде генерирующего аэрозоль сегмента, содержащего образующий аэрозоль субстрат. Генерирующий аэрозоль сегмент может содержать множество образующих аэрозоль субстратов. Генерирующий аэрозоль сегмент может содержать первый образующий аэрозоль субстрат и второй образующий аэрозоль субстрат. В некоторых вариантах осуществления второй образующий аэрозоль субстрат является по существу одинаковым с первым образующим аэрозоль субстратом. В некоторых вариантах осуществления второй образующий аэрозоль субстрат отличается от первого образующего аэрозоль субстрата.

В случае, если генерирующий аэрозоль сегмент содержит множество образующих аэрозоль субстратов, количество образующих аэрозоль субстратов может быть таким же, что и количество токоприемников в токоприемной системе. Аналогичным образом, количество образующих аэрозоль субстратов может быть таким же, что и количество катушек индуктивности в индукционной нагревательной системе.

Генерирующий аэрозоль сегмент может иметь по существу цилиндрическую форму. Генерирующий аэрозоль сегмент может быть по существу удлиненным. Генерирующий аэрозоль сегмент может также иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.

В случае, если генерирующий аэрозоль сегмент содержит множество образующих аэрозоль субстратов, эти образующие аэрозоль субстраты могут быть расположены торец к торцу вдоль оси генерирующего аэрозоль сегмента. В некоторых вариантах осуществления генерирующий аэрозоль сегмент может содержать промежуток между смежными образующими аэрозоль субстратами.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие имеет общую длину приблизительно 4 5 миллиметров. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления генерирующее аэрозоль изделие может иметь наружный диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.

Генерирующий аэрозоль сегмент может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления генерирующий аэрозоль сегмент может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.

Генерирующий аэрозоль сегмент предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру генерирующего аэрозоль изделия. Наружный диаметр генерирующего аэрозоль сегмента, может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления генерирующий аэрозоль сегмент может иметь наружный диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.

Генерирующее аэрозоль изделие может содержать фильтрующую заглушку. Фильтрующая заглушка может быть расположена на ближнем конце генерирующего аэрозоль изделия. Фильтрующая заглушка может представлять собой ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку. В некоторых вариантах осуществления фильтрующая заглушка может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления фильтрующая заглушка может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.

Первая часть токоприемной системы может быть выполнена с возможностью нагрева первой части образующего аэрозоль субстрата. Первая часть токоприемной системы может быть выполнена с возможностью по существу окружения первой части образующего аэрозоль субстрата. Вторая часть токоприемной системы может быть выполнена с возможностью нагрева второй части образующего аэрозоль субстрата. Вторая часть токоприемной системы может быть выполнена с возможностью по существу окружения второй части образующего аэрозоль субстрата.

Генерирующее аэрозоль изделие может содержать наружную обертку. Наружная обертка может быть выполнена из бумаги. Наружная обертка может быть проницаемой для газа в генерирующем аэрозоль сегменте. В частности, в вариантах осуществления, содержащих множество образующих аэрозоль субстратов, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными образующими аэрозоль субстратами. В случае, если между смежными образующими аэрозоль субстратами обеспечен промежуток, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха в месте указанного промежутка. Это обеспечивает возможность непосредственного снабжения образующего аэрозоль субстрата воздухом, который не был втянут через другой образующий аэрозоль субстрат. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность увеличения количества воздуха, принимаемого каждым образующим аэрозоль субстратом. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность улучшения характеристик аэрозоля, генерируемого из образующего аэрозоль субстрата.

Генерирующее аэрозоль изделие может также содержать промежуток между образующим аэрозоль субстратом и фильтрующей заглушкой. Указанный промежуток может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но он также может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 2 5 миллиметров.

Также следует иметь в виду, что конкретные комбинации различных признаков, описанных выше, могут быть реализованы, предоставлены и использованы независимо.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно на примерах со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на Фиг. 1 показано схематическое изображение токоприемной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения, размещенной между парой катушек индуктивности;

на Фиг. 2 показано схематическое изображение токоприемной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения, размещенной между парой катушек индуктивности;

на Фиг. 3 показан покомпонентный вид в перспективе токоприемной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 4 показан вид в перспективе токоприемной системы по Фиг. 3;

на Фиг. 5 показан вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения, причем генерирующая аэрозоль система содержит генерирующее аэрозоль изделие и генерирующее аэрозоль устройство, имеющее индукционную нагревательную систему;

на Фиг. 6 показан вид в разрезе ближнего конца генерирующего аэрозоль устройства по Фиг. 5;

на Фиг. 7 показан вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы по Фиг. 5, с генерирующим аэрозоль изделием, размещенным в генерирующее аэрозоль устройство;

на Фиг. 8 показано схематическое изображение токоприемной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения, размещенной между парой катушек индуктивности;

на Фиг. 9 показан вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, причем генерирующая аэрозоль система, содержит генерирующее аэрозоль изделие и генерирующее аэрозоль устройство, имеющее индукционную нагревательную систему;

на Фиг. 10 показан график температуры в зависимости от времени для токоприемной системы по Фиг. 8;

на Фиг. 11 показана иллюстративная схема индукционной нагревательной системы;

на Фиг. 12 показана иллюстративная схема для возбуждения индукционной нагревательной системы; и

на Фиг. 13 показаны иллюстративные сигналы с широтно-импульсной модуляцией для возбуждения индукционной нагревательной системы.

На Фиг. 1 показано схематическое изображение токоприемной системы 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Токоприемная система 10 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, имеющий круглое поперечное сечение. Токоприемная система 10 содержит первый токоприемник 12, второй токоприемник 14 и промежуток 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. Каждый из первого токоприемника 12 и второго токоприемника 14 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, имеющий круглое сечение. Первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 коаксиально выровнены торец к торцу вдоль продольной оси А-А.

Токоприемная система 10 содержит цилиндрическую полость 20, открытую на обоих концах и образованную внутренними поверхностями первого токоприемника 12 и второго токоприемника 14. Полость 20 выполнена с возможностью приема части цилиндрического генерирующего аэрозоль изделия (не показано), содержащего образующий аэрозоль субстрат, так что наружная поверхность генерирующего аэрозоль изделия может нагреваться первым токоприемником и вторым токоприемником, таким образом нагревая образующий аэрозоль субстрат.

Полость 20 содержит три части: первую часть 22, расположенную на первом конце и образованную внутренней поверхностью трубчатого первого токоприемника 12, вторую часть 24, расположенную на втором конце, противоположном первому концу, и образованную 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 генерирующего аэрозоль изделия, размещенной в первой части 22 полости 20, а второй токоприемник 14 выполнен с возможностью нагрева второй части генерирующего аэрозоль изделия, размещенной во второй части 24 полости 20.

Первая катушка 32 индуктивности размещена вокруг первого токоприемника 12 и проходит по существу на длину первого токоприемника 12. Таким образом, первый токоприемник 12 окружен первой катушкой 32 индуктивности по существу по всей своей длине. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 32 индуктивности, первая катушка 32 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое сконцентрировано в первой части 22 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой катушкой 32 индуктивности, наводит вихревые токи в первом токоприемнике 12, вызывая нагрев первого токоприемника 12.

Вторая катушка 34 индуктивности размещена вокруг второго токоприемника 14 и проходит по существу на длину второго токоприемника 14. Таким образом, второй токоприемник 14 окружен второй катушкой 34 индуктивности по существу по всей своей длине. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 34 индуктивности, вторая катушка 34 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное во второй части 24 полости 20. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое второй катушкой 34 индуктивности, 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 подвергается индукционному нагреву при приложении изменяющегося магнитного поля, генерируемого либо первой катушкой 32 индуктивности, либо второй катушкой 3 4 индуктивности. Кроме того, промежуток 15 обеспечивает теплоизоляцию второго токоприемника 14 от первого токоприемника 12, так что величина теплопереноса между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 снижена по сравнению с токоприемной системой, в которой первый токоприемник и второй токоприемник размещены смежно друг с другом в непосредственном тепловом контакте. Таким образом, благодаря обеспечению промежутка 15 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, обеспечивается возможность выборочного нагрева первой части 22 полости 20 первым токоприемником 12 при минимальном нагреве второй части 24 полости 20, и обеспечивается возможность выборочного нагрева второй части 2 4 полости 20 вторым токоприемником 14 при минимальном нагреве первой части 22 полости 20.

Первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться одновременно в результате одновременной подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 32 индуктивности и вторую катушку 34 индуктивности. В качестве альтернативы, первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14 могут нагреваться независимо или поочередно в результате подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 32 индуктивности без подачи тока на вторую катушку 34 индуктивности, и в результате последующей подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 34 индуктивности без подачи тока на первую катушку 32 индуктивности. Также предусматривается, что изменяющийся электрический ток, предпочтительно переменный ток, может подаваться на первую катушку 32 индуктивности и вторую катушку 34 индуктивности последовательно.

На Фиг. 2 показано схематическое изображение токоприемной системы согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Токоприемная система, показанная на Фиг. 2, практически идентична токоприемной системе, показанной на Фиг. 1, и одинаковые ссылочные номера используются для обозначения одинаковых элементов.

Токоприемная система 10 по Фиг. 2 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, имеющий с круглое поперечное сечение. Токоприемная система 10 содержит первый токоприемник 12 и второй токоприемник 14. Различие между токоприемной системой 10 по Фиг. 1 и токоприемной системой 10 по Фиг. 2 состоит в том, что токоприемная система 10 по Фиг. 2 содержит промежуточный элемент 16, размещенный между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14. В варианте осуществления по Фиг. 2 тоже имеется промежуток между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, однако этот промежуток заполнен промежуточным элементом 16. В данном варианте осуществления промежуточный элемент 16 прикреплен к концу первого токоприемника 12, и он также прикреплен к концу второго токоприемника 14. В результате прикрепления промежуточного элемента 16 к концу первого токоприемника 12 и прикрепления промежуточного элемента 16 к концу второго токоприемника 14, первый токоприемник 12 опосредованно соединен со вторым токоприемником 14. Благодаря опосредованному прикреплению первого токоприемника 12 ко второму токоприемнику 14, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности формирования цельной конструкции токоприемной системы.

Промежуточный элемент 16 содержит теплоизоляционный материал. Теплоизоляционный материал является также электроизоляционным. В данном варианте осуществления промежуточный элемент 16 выполнен из полимерного материала, такого как РЕЕК. Таким образом, промежуточный элемент 16 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает пространство между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14, которое не подвергается индукционному нагреву при приложении изменяющегося магнитного поля, генерируемого либо первой катушкой 32 индуктивности, либо второй катушкой 34 индуктивности. Кроме того, промежуточный элемент 16 обеспечивает теплоизоляцию второго токоприемника 14 от первого токоприемника 12, так что величина теплопереноса между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 снижена по сравнению с токоприемной системой, в которой первый токоприемник и второй токоприемник размещены смежно друг с другом в непосредственном тепловом контакте. Промежуточный элемент 16 может также дополнительно снижать величину теплопереноса между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 по сравнению с промежутком 15 токоприемной системы 10 по Фиг. 1. В результате промежуточный элемент 16 между первым токоприемником 12 и вторым токоприемником 14 обеспечивает возможность выборочного нагрева первой части 22 полости 20 первым токоприемником 12 при минимальном нагреве второй части 24 полости 20, и он обеспечивает возможность выборочного нагрева второй части 24 полости 20 вторым токоприемником 14 при минимальном нагреве первой части 22 полости 20.

На Фиг. 3-7 показаны схематические иллюстрации генерирующей аэрозоль системы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующая аэрозоль система содержит генерирующее аэрозоль устройство 100 и генерирующее аэрозоль изделие 200. Генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит индукционную нагревательную систему 110 согласно настоящему изобретению. Индукционная нагревательная система 110 содержит токоприемную систему 120 согласно настоящему изобретению.

На Фиг. 3 и 4 показаны схематические иллюстрации токоприемной системы 120. Токоприемная система 120 содержит первый токоприемник 122, второй токоприемник 124, третий токоприемник 126, первый промежуточный элемент 128 и второй промежуточный элемент 130. Первый промежуточный элемент 128 размещен между первым токоприемником 122 и вторым токоприемником 124. Второй промежуточный элемент 130 размещен между вторым токоприемником 124 и третьим токоприемником 126.

В данном варианте осуществления каждый из первого токоприемника 122, второго токоприемника 124 и третьего токоприемника 126 идентичен другим. Каждый из токоприемников 122, 124, 126 представляет собой удлиненный трубчатый токоприемник, образующий внутреннюю полость. Каждый токоприемник и его соответствующая внутренняя полость являются по существу цилиндрическими и имеют круглое поперечное сечение, постоянное по длине токоприемника. Внутренняя полость первого токоприемника 122 образует первую область 134. Внутренняя полость второго токоприемника 124 образует вторую область 136. Внутренняя полость третьего токоприемника образует третью область 138.

Аналогичным образом, первый промежуточный элемент 128 и второй промежуточный элемент 130 идентичны. Промежуточные элементы 128, 130 являются трубчатыми и образуют внутреннюю полость. Каждый промежуточный элемент 128, 130 является по существу цилиндрическим и имеет круглое поперечное сечение, 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 12 4, второй промежуточный элемент 130 и третий токоприемник 126 размещены конец к концу и соосно выровнено по оси В-В. В этой компоновке токоприемники 122, 124, 126 и промежуточные элементы 128, 130 образуют трубчатую продолговатую цилиндрическую конструкцию. Эта конструкция образует токоприемную систему 120 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Удлиненная трубчатая токоприемная система 120 содержит внутреннюю полость 140. Полость 140 токоприемной системы образована внутренними полостями токоприемников 122, 124, 126 и внутренними полостями промежуточных элементов 128, 130. Полость 140 токоприемной системы выполнена с возможностью приема генерирующего аэрозоль сегмента, генерирующего аэрозоль изделия 200, как более подробно описано ниже.

Промежуточные элементы 128, 130 выполнены из электроизоляционного и теплоизоляционного материала. Таким образом, токоприемники 122, 124, 126 по существу изолированы друг от друга электрически и термически. Материал промежуточных элементов 128, 130 также является по существу газонепроницаемым. В данном варианте осуществления трубчатая токоприемная система 120 является по существу газонепроницаемой в направлении от наружной поверхности к внутренней поверхности, образующей полость 140 токоприемной системы.

На Фиг. 5, 6 и 7 показаны схематические сечения генерирующего аэрозоль устройства 100 и генерирующего аэрозоль изделия 200.

Генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит по существу цилиндрический кожух 102 устройства, с формой и размером, схожими с традиционной сигаретой. Корпус 102 устройства образует полость 104 устройства на ближнем конце. Полость 104 устройства является по существу цилиндрической, открыта на ближнем конце и по существу закрыта на дальнем конце, противоположном ближнему концу. Полость 104 устройства выполнена с возможностью приема генерирующего аэрозоль сегмента 210, генерирующего аэрозоль изделия 200. Соответственно, длина и диаметр полости 104 устройства по существу схожи с длиной и диаметром генерирующего аэрозоль сегмента 210 генерирующего аэрозоль изделия 200.

Генерирующее аэрозоль устройство 100 дополнительно содержит источник 106 питания в виде перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 108 в виде печатной платы, содержащей микропроцессор, электрический соединитель 109 и индукционную нагревательную систему 110. Все из источника 106 питания, контроллера 108 и индукционной нагревательной системы 110 размещены внутри кожуха 102 устройства. Индукционная нагревательная система 110 генерирующего аэрозоль устройства 100, расположена на ближнем конце устройства 100 и в целом размещена 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 источника 106 питания на индукционной нагревательной системе 110. Контроллер 108 дополнительно содержит инвертор для преобразования постоянного тока в переменный ток, содержащий усилитель мощности класса D и выполненный с возможностью подачи изменяющегося тока, предпочтительно переменного тока, на индукционную нагревательную систему 110. Дополнительно или в качестве альтернативы, инвертор для преобразования постоянного тока в переменный ток может содержать по меньшей мере один из усилителей мощности класса С и класса Е. Контроллер 108 также выполнен с возможностью управления перезарядкой источника 106 питания от электрического соединителя 109. В дополнение, контроллер 108 содержит датчик затяжек (не показан), выполненный с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжек на генерирующем аэрозоль изделии, размещенном в полости 104 устройства.

Индукционная нагревательная система 110 содержит три индукционных нагревательных блока, включая первый индукционный нагревательный блок 112, второй индукционный нагревательный блок 114 и третий индукционный нагревательный блок 116. Первый индукционный нагревательный блок 112, второй индукционный нагревательный блок 114 и третий индукционный нагревательный блок 116 по существу идентичны.

Первый индукционный нагревательный блок 112 содержит цилиндрическую трубчатую первую катушку 150 индуктивности, цилиндрический трубчатый первый концентратор 152 потока, размещенный вокруг первой катушки 150 индуктивности, и цилиндрический трубчатый кожух 154 первого индукционного блока, размещенный вокруг первого концентратора 152 потока.

Второй индукционный нагревательный блок 114 содержит цилиндрическую трубчатую вторую катушку 160 индуктивности, цилиндрический трубчатый второй концентратор 162 потока, размещенный вокруг второй катушки 160 индуктивности, и цилиндрический трубчатый кожух 164 второго индукционного блока, размещенный вокруг второго концентратора 162 потока.

Третий индукционный нагревательный блок 116 содержит цилиндрическую трубчатую третью катушку 1 70 индуктивности, цилиндрический трубчатый третий концентратор 172 потока, размещенный вокруг третьей катушки 170 индуктивности, и цилиндрический трубчатый кожух 174 третьего индукционного блока, размещенный вокруг третьего концентратора 172 потока.

Соответственно, каждый индукционный нагревательный блок 112, 114, 116 представляет собой по существу трубчатый блок с круглым поперечным сечением. В каждом индукционном нагревательном блоке 112, 114, 116 концентратор потока проходит поверх ближнего и дальнего концов катушки индуктивности, так что катушка индуктивности размещена внутри кольцевой полости концентратора потока. Аналогичным образом, кожух каждого индукционного нагревательного блока проходит поверх ближнего и дальнего концов концентратора потока, так что концентратор потока и катушка индуктивности размещены внутри кольцевой полости кожуха индукционного нагревательного блока. Данная система обеспечивает возможность того, чтобы концентратор потока концентрировал магнитное поле, генерируемое катушкой индуктивности, во внутренней полости катушки индуктивности. Данная система также обеспечивает возможность того, чтобы кожух индукционного блока удерживал концентратор потока и катушку индуктивности внутри корпуса индукционного блока.

Индукционное нагревательное устройство 110 дополнительно содержит токоприемную систему 120. Токоприемная система 120 размещена вокруг внутренней поверхности полости 104 устройства. В данном варианте осуществления кожух 102 устройства образует внутреннюю поверхность полости 104 устройства. Однако предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления внутренняя поверхность полости устройства образована внутренней поверхностью токоприемной системы 120.

Индукционные нагревательные блоки 112, 114, 116 размещены вокруг токоприемной системы 120 таким образом, что токоприемная система 120 и индукционные нагревательные блоки 112, 114, 116 концентрично расположены вокруг полости 104 устройства. Первый индукционный нагревательный блок 112 размещен вокруг первого токоприемника 122 на дальнем конце полости 104 устройства. Второй индукционный нагревательный блок 114 размещен вокруг второго токоприемника 124 в центральной части полости 104 устройства. Третий индукционный нагревательный блок 116 размещен вокруг третьего токоприемника 126 на ближнем конце полости 104 устройства. Предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления концентраторы потока могут также проходить внутрь промежуточных элементов токоприемной системы с целью дополнительной деформации магнитных полей, генерируемых катушками индуктивности, в направлении токоприемников.

Первая катушка 150 индуктивности соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 150 индуктивности. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 150 индуктивности, эта первая катушка 150 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник 122 за счет индукции.

Вторая катушка 160 индуктивности соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 160 индуктивности. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 160 индуктивности, эта вторая катушка 160 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник 12 4 за счет индукции.

Первая катушка 170 индуктивности соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на третью катушку 170 индуктивности. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на третью катушку 170 индуктивности, эта третья катушка 170 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает третий токоприемник 126 за счет индукции.

Кожух 102 устройства также образует впускное отверстие 180 для воздуха в непосредственной близости от дальнего конца полости 106 устройства. Впускное отверстие 180 для воздуха выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха внутрь кожуха 102 устройства. Через устройство между впускным отверстием 180 для воздуха и выпускным отверстием для воздуха в дальнем конце полости 104 устройства образован канал 181 для потока воздуха для обеспечения втягивания воздуха из впускного отверстия 180 для воздуха в полость 104 устройства.

Генерирующее аэрозоль изделие 200, в целом имеет форму цилиндрического стержня с диаметром, схожим с внутренним диаметром полости 104 устройства. Генерирующее аэрозоль изделие 200 содержит цилиндрическую ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку 204 и цилиндрический генерирующий аэрозоль сегмент 210, обернутые вместе наружной оберткой 220 из сигаретной бумаги.

Фильтрующая заглушка 204 расположена на ближнем конце генерирующего аэрозоль изделия 200 и образует мундштук генерирующей аэрозоль системы, на котором пользователь осуществляет затяжки для приема аэрозоля, генерируемого системой.

Генерирующий аэрозоль сегмент 210 расположен на дальнем конце генерирующего аэрозоль изделия 200 и имеет длину, по существу равную длине полости 104 устройства. Генерирующий аэрозоль сегмент 210 содержит множество образующих аэрозоль субстратов, включая: первый образующий аэрозоль субстрат 212, расположенный на дальнем конце генерирующего аэрозоль изделия 200, второй образующий аэрозоль субстрат 214, расположенный смежно с первым образующим аэрозоль субстратом 212, и третий образующий аэрозоль субстрат 216, расположенный на ближнем конце генерирующего аэрозоль сегмента 210 смежно со вторым образующим аэрозоль субстратом 216. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления два или более образующих аэрозоль субстратов, могут быть выполнены из одинаковых материалов. Однако в данном варианте осуществления каждый из образующих аэрозоль субстратов 212, 214, 216 отличается от других. Первый образующий аэрозоль субстрат 212 содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала без дополнительных вкусоароматических веществ. Второй образующий аэрозоль субстрат 214 содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий вкусоароматическое вещество в виде ментола. Третий образующий аэрозоль субстрат содержит вкусоароматическое вещество в виде ментола и не содержит табачного материала или любого другого источника никотина. Каждый из образующих аэрозоль субстратов 212, 214, 216 также содержит дополнительные компоненты, например одно или более веществ для образования аэрозоля и воду, так что нагрев образующего аэрозоль субстрата приводит к генерированию аэрозоля с необходимыми органолептическими свойствами.

Ближний конец первого образующего аэрозоль субстрата 212 является открытым, поскольку он не покрыт наружной оберткой 220. В данном варианте осуществления возможно втягивание воздуха в генерирующий аэрозоль сегмент 210 через ближний конец первого образующего аэрозоль субстрата 212 на ближнем конце изделия 200.

В данном варианте осуществления первый образующий аэрозоль субстрат 212, второй образующий аэрозоль субстрат 214 и третий образующий аэрозоль субстрат 216 расположены торец к торцу. Однако предусмотрено, что в других вариантах осуществления может быть обеспечен промежуток между первым образующим аэрозоль субстратом и вторым образующим аэрозоль субстратом, и может быть обеспечен промежуток между вторым образующим аэрозоль субстратом и третьим образующим аэрозоль субстратом.

Как показано на Фиг. 7, длина первого образующего аэрозоль субстрата 212 является такой, что при размещении генерирующего аэрозоль сегмента 210 генерирующего аэрозоль изделия 200 в полости 104 устройства первый образующий аэрозоль субстрат 212 проходит от дальнего конца полости 104 устройства через первую область 134 первого токоприемника 122 до первого промежуточного элемента 128. Длина второго образующего аэрозоль субстрата 214, является такой, что второй образующий аэрозоль субстрат 214 проходит от первого промежуточного элемента 128 через вторую область 136 второго токоприемника 124 до второго промежуточного элемента 130. Длина третьего образующего аэрозоль субстрата 216 является такой, что третий образующий аэрозоль субстрат 216, проходит от второго промежуточного элемента 130 до ближнего конца полости 104 устройства.

При использовании, когда генерирующее аэрозоль изделие 200 размещено в полости 104 устройства, пользователь может осуществлять затяжки на ближнем конце генерирующего аэрозоль изделия 200 для вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующей аэрозоль системой. При осуществлении пользователем затяжки на ближнем конце генерирующего аэрозоль изделия 200, воздух втягивается в корпус 102 устройства через впускное отверстие 180 для воздуха и втягивается вдоль канала 181 для потока воздуха в полость 104 устройства. Воздух втягивается в генерирующее аэрозоль изделие 200 на ближнем конце первого образующего аэрозоль субстрата 212 через выпускное отверстие в дальнем конце полости 104 устройства.

В данном варианте осуществления контроллер 108 генерирующего аэрозоль устройства 100 выполнен с возможностью подачи питания на катушки индуктивности индукционной нагревательной системы 110 в заданной последовательности. Указанная заданная последовательность включает подачу изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 150 индуктивности во время осуществления первой затяжки пользователем, затем подачу изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 160 индуктивности во время осуществления второй затяжки пользователем после заверения первой затяжки, и затем подачу изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на третью катушку 170 индуктивности во время осуществления третьей затяжки пользователем после завершения второй затяжки. На четвертой затяжке указанная последовательность возобновляется с первой катушки 150 индуктивности. Данная последовательность приводит к нагреву первого образующего аэрозоль субстрата 212 на первой затяжке, нагреву второго образующего аэрозоль субстрата 214 на второй затяжке и нагреву третьего образующего аэрозоль субстрата 216 на третьей затяжке. Поскольку все образующие аэрозоль субстраты 212, 214, 216 изделия 100 являются разными, данная последовательность приводит к разным ощущениям для пользователя на каждой затяжке на генерирующей аэрозоль системе.

Следует понимать, что контроллер 108 может быть выполнен с возможностью подачи питания на катушки индуктивности в другой последовательности или одновременно, в зависимости от желаемой доставки аэрозоля пользователю. В некоторых вариантах осуществления пользователь имеет возможность управления генерирующим аэрозоль устройством для изменения указанной последовательности.

На Фиг. 8 показано схематическое изображение токоприемной системы 310 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Токоприемная система 310 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, имеющий круглое поперечное сечение. Токоприемная система 310 содержит один удлиненный токоприемник, имеющий первую часть 312 и вторую часть 314. Каждая из первой части 312 и второй части 314 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, имеющий круглое поперечное сечение. Первая часть 312 и вторая часть 314 коаксиально выровнены торец к торцу вдоль продольной оси А-А.

Токоприемная система 310 содержит цилиндрическую полость 320, открытую на обоих концах и образованную внутренними поверхностями первой части 312 и второй части 314. Полость 320 выполнена с возможностью приема части цилиндрического генерирующее аэрозоль изделия (не показано), содержащего образующий аэрозоль субстрат, так что наружная поверхность генерирующего аэрозоль изделия может нагреваться первым токоприемником и вторым токоприемником, таким образом нагревая образующий аэрозоль субстрат.

Полость 320 выполнена с возможностью приема части генерирующего аэрозоль изделия, содержащего образующий аэрозоль субстрат.

Полость 320 содержит две части, а именно первую часть 322, расположенную на первом конце и образованную внутренней поверхностью первой части 312 токоприемной системы 310, и вторую часть 324, расположенную на втором конце, противоположном первому концу, и образованную внутренней поверхностью второй части 314 токоприемной системы 310. Первая часть 312 токоприемной системы 310 выполнена с возможностью нагрева первой части генерирующего аэрозоль изделия, размещенной в первой часть 322 полости 320, а вторая часть 314 токоприемной системы 310 выполнена с возможностью нагрева второй части генерирующего аэрозоль изделия, размещенной во второй части 324 полости 320.

Первая катушка 332 индуктивности размещена вокруг первой части 312 токоприемной системы 310 и проходит по существу на длину первой части 312 токоприемной системы 310. Таким образом, первая часть 312 токоприемной системы 310 окружена первой катушкой 332 индуктивности по существу по всей своей длине. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 332 индуктивности, эта первая катушка 332 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное в первой части 322 полости 320. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой катушкой 332 индуктивности, наводит вихревые токи в первой части 312 токоприемной системы 310, вызывая нагрев первой части 312 токоприемной системы 310.

Вторая катушка 334 индуктивности размещена вокруг второй части 314 токоприемной системы 310 и проходит по существу на длину второй части 314 токоприемной системы 310. Таким образом, вторая часть 314 токоприемной системы 310 окружена второй катушкой 334 индуктивности токоприемной системы 310 по существу по всей своей длине. При подаче изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 334 индуктивности, эта вторая катушка 334 индуктивности генерирует изменяющееся магнитное поле, сконцентрированное во второй части 324 полости 320. Такое изменяющееся магнитное поле, генерируемое второй катушкой 334 индуктивности, наводит вихревые токи во второй части 314 токоприемной системы 310, вызывая нагрев указанной второй части 314.

Первая часть 312 токоприемной системы 310 и вторая часть 314 токоприемной системы 310 могут нагреваться одновременно в результате одновременной подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 332 индуктивности и вторую катушку 334 индуктивности. В качестве альтернативы, первая часть 312 токоприемной системы 310 и вторая часть 314 токоприемной системы 310 могут нагреваться независимо или поочередно в результате подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на первую катушку 332 индуктивности без подачи тока на вторую катушку 334 индуктивности, и последующей подачи изменяющегося электрического тока, предпочтительно переменного тока, на вторую катушку 334 индуктивности без подачи тока на первую катушку 332 индуктивности. Также предусмотрено, что изменяющийся электрический ток, предпочтительно переменный ток, может подаваться на первую катушку 332 индуктивности и вторую катушку 334 индуктивности последовательно.

На наружных поверхностях токоприемной системы 310 обеспечены также датчики температуры в виде термопар. Первая термопара 342 обеспечена на наружной поверхности первой части 312 токоприемной системы 310 для измерения температуры первой части 312 токоприемной системы 310. Вторая термопара 344 обеспечена на наружной поверхности второй части 314 токоприемной системы 310 для измерения температуры второй части 314 токоприемной системы 310.

На Фиг. 9 показан вид в разрезе генерирующей аэрозоль системы 600 согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующая аэрозоль система 600 содержит генерирующее аэрозоль устройство 602, содержащее токоприемную систему 310, первую катушку 332 индуктивности и вторую катушку 334 индуктивности по Фиг. 8. Генерирующее аэрозоль устройство 602 схоже с генерирующим аэрозоль устройством 100 по Фиг. 5, и одинаковые ссылочные номера используются для обозначения одинаковых частей.

Генерирующая аэрозоль система 60 0 также содержит генерирующее аэрозоль изделие 700. Генерирующее аэрозоль изделие 700 содержит образующий аэрозоль субстрат 702, имеющий форму цилиндрического стержня и содержащий табачные пряди, изготовленные из гомогенизированного табака и вещества для образования аэрозоля. Цилиндрический стержень из образующего аэрозоль субстрата 702 имеет длину, по существу равную длине полости 104 устройства. Генерирующее аэрозоль изделие 700 также содержит трубчатый охлаждающий сегмент 704, фильтрующий сегмент 706 и сегмент 708 на мундштучном конце. Образующий аэрозоль субстрат 702, трубчатый охлаждающий сегмент 704, фильтрующий сегмент 706 и сегмент 708 на мундштучном конце удерживаются вместе с помощью наружной обертки 710.

В одном примере образующий аэрозоль субстрат 702 имеет длину от 34 миллиметров до 50 миллиметров, более предпочтительно образующий аэрозоль субстрат 702 имеет длину от 38 миллиметров до 46 миллиметров, и еще более предпочтительно образующий аэрозоль субстрат 702 имеет длину 42 миллиметра.

В одном примере общая длина изделия 700 составляет от 71 миллиметра до 95 миллиметров, более предпочтительно общая длина изделия 700 составляет от 79 миллиметров до 8 7 миллиметров, и еще более предпочтительно общая длина изделия 700 составляет 83 миллиметра.

В одном примере охлаждающий сегмент 704 представляет собой кольцевую трубку, и внутри охлаждающего сегмента 704 образован воздушный зазор. Указанный воздушный зазор обеспечивает камеру для протекания нагретых испаренных компонентов, генерируемых из образующего аэрозоль субстрата 702. Охлаждающий сегмент 704 является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но тем не менее достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие усилия и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства и, при использовании изделия 700, во время вставки в генерирующее аэрозоль устройство 602. В одном примере толщина стенки охлаждающего сегмента 704 составляет приблизительно 0,29 миллиметров.

Охлаждающий сегмент 704 обеспечивает физическое смещение между образующим аэрозоль субстратом 702 и фильтрующим сегментом 706. Физическое смещение, обеспечиваемое охлаждающим сегментом 704, создает градиент температуры по длине охлаждающего сегмента 704 во время использования. В одном примере охлаждающий сегмент 704 выполнен с возможностью обеспечения разности температур, составляющей по меньшей мере 40 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, поступающим в дальний конец охлаждающего сегмента 704, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из ближнего конца охлаждающего сегмента 704. В одном примере охлаждающий сегмент 704 выполнен с возможностью обеспечения разности температур, составляющей по меньшей мере 60 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, поступающим в дальний конец охлаждающего сегмента 704, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из ближнего конца охлаждающего сегмента 704. Указанная разность температур по длине охлаждающего элемента 704 предохраняет чувствительный к температуре фильтрующий сегмент 706 от высоких температур аэрозоля, образующегося из образующего аэрозоль субстрата 702.

В одном примере длина охлаждающего сегмента 704 составляет по меньшей мере 15 миллиметров. В одном примере длина охлаждающего сегмента 704 составляет от 20 миллиметров до 30 миллиметров, более конкретно от 23 миллиметров до 27 миллиметров, более конкретно от 25 миллиметров до 27 миллиметров и более конкретно 25 миллиметров.

Охлаждающий сегмент 704 изготовлен из бумаги. В одном примере охлаждающий сегмент 704 изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая образует полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способны удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, наружного диаметра, округлости и прямолинейности трубки. В еще одном примере охлаждающий сегмент 704 представляет собой выемку, образованную жесткой фицеллой или ободковой бумагой. Жесткая фицелла или ободковая бумага изготовлены такими, что они имеют достаточную жесткость для выдерживания осевых сжимающих усилий и изгибающих моментов, которые могут возникать во время производства и, при использовании изделия 700, во время вставки в генерирующее аэрозоль устройство 602.

Для каждого из примеров охлаждающего сегмента 704 точность размеров охлаждающего сегмента является достаточной, чтобы удовлетворять требованиям к точности размеров при высокоскоростном производственном процессе.

Фильтрующий сегмент 706 может быть выполнен из любого фильтрующего материала, достаточного для удаления одного или более летучих соединений из нагретых испаренных компонентов, поступающих из образующего аэрозоль субстрата 702. В одном примере фильтрующий сегмент 706 изготовлен из моноацетатного материала, такого как ацетилцеллюлоза. Фильтрующий сегмент 706 обеспечивает охлаждение и снижение раздражения от нагретых испаренных компонентов без уменьшения количества нагретых испаренных компонентов до уровня, являющегося неудовлетворительным для пользователя.

Плотность материала ацетилцеллюлозного жгута фильтрующего сегмента 706 определяет перепад давления в пределах фильтрующего сегмента 706, что, в свою очередь, определяет сопротивление затяжке изделия 700. Следовательно, выбор материала фильтрующего сегмента 706 важен для регулирования сопротивления затяжке изделия 700. В дополнение, фильтрующий сегмент выполняет функцию фильтрации в изделии 700.

Наличие фильтрующего сегмента 706 обеспечивает изоляционный эффект, благодаря обеспечению дополнительного охлаждения нагретых испаренных компонентов, которые выходят из охлаждающего сегмента 704. Этот дополнительный охлаждающий эффект снижает температуру при контакте губ пользователя с поверхностью фильтрующего сегмента 706.

Одно или более вкусоароматических веществ могут быть добавлены в фильтрующий сегмент 706 либо путем прямого впрыска жидкостей со вкусоароматическим веществом в фильтрующий сегмент 706, либо путем встраивания или размещения одной или более разрушаемых капсул со вкусоароматическим веществом или других носителей вкусоароматического вещества внутри ацетилцеллюлозного жгута фильтрующего сегмента 706. В одном примере фильтрующий сегмент 706 имеет длину от 6 миллиметров до 10 миллиметров, более предпочтительно 8 миллиметров.

Сегмент 708 на мундштучном конце представляет собой кольцевую трубку, и внутри сегмента 708 на мундштучном конце образован воздушный зазор. Указанный воздушный зазор обеспечивает камеру для нагретых испаренных компонентов, которые протекают из фильтрующего сегмента 706. Сегмент 708 на мундштучном конце является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но при этом достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие усилия и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства и, при использовании изделия, во время вставки в генерирующее аэрозоль устройство 602. В одном примере толщина стенки сегмента 708 на мундштучном конце составляет приблизительно 0,2 9 миллиметра.

В одном примере длина сегмента 708 на мундштучном конце составляет от 6 миллиметров до 10 миллиметров и, более предпочтительно, 8 миллиметров.

Сегмент 708 на мундштучном конце может быть изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая обеспечивает полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет критическую механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способны удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, наружного диаметра, округлости и прямолинейности трубки.

Сегмент 708 на мундштучном конце обеспечивает функцию предотвращения вхождения любого жидкого конденсата, который скапливается на выходе фильтрующего сегмента 706, в непосредственный контакт с пользователем.

Следует понимать, что в одном примере сегмент 708 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 704 могут быть выполнены из одной трубки, и фильтрующий сегмент 70 6 может быть расположен внутри этой трубки, разделяя сегмент 708 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 704.

В охлаждающем сегменте 704 расположены вентиляционные отверстия 707 для содействия охлаждению изделия 700. В одном примере вентиляционные отверстия 707 включают один или более рядов отверстий, и, предпочтительно, каждый ряд отверстий расположен по окружности вокруг изделия 700 в сечении, которое по существу перпендикулярно продольной оси изделия 700.

В одном примере обеспечены от одного до четырех рядов вентиляционных отверстий 707 для обеспечения вентиляции для изделия 700. Каждый ряд вентиляционных отверстий 707 может иметь от 12 до 36 вентиляционных отверстий 707. Вентиляционные отверстия 707 могут иметь диаметр, например, от 100 до 500 микрометров. В одном примере осевой промежуток между рядами вентиляционных отверстий 707 составляет от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра; более предпочтительно, осевой промежуток между рядами вентиляционных отверстий 707 составляет 0,5 миллиметра.

В одном примере вентиляционные отверстия 707 имеют одинаковый размер. В еще одном примере вентиляционные отверстия 707 варьируются по размеру. Вентиляционные отверстия 707 могут быть выполнены с использованием любой подходящей технологии, например одной или более из следующих технологий: лазерной технологии, механической перфорации охлаждающего сегмента 704 или предварительной перфорации охлаждающего сегмента 704 перед его включением в изделие 700. Вентиляционные отверстия 707 расположены таким образом, что они обеспечивают эффективное охлаждение для изделия 700.

В одном примере ряды вентиляционных отверстий 707 расположены по меньшей мере на расстоянии 11 миллиметров от ближнего конца изделия 700 и, более предпочтительно, вентиляционные отверстия 707 расположены на расстоянии от 17 миллиметров до 20 миллиметров от ближнего конца изделия 700. Местоположение вентиляционных отверстий 707 выбрано таким, что пользователь не блокирует вентиляционные отверстия 707 при использовании изделия 700.

Благодаря обеспечению рядов вентиляционных отверстий 707 на расстоянии от 17 миллиметров до 20 мм от ближнего конца изделия 700, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности расположения вентиляционных отверстий 707 снаружи генерирующего аэрозоль устройства 602, когда изделие 700 полностью вставлено в генерирующее аэрозоль устройство 602. Благодаря расположению вентиляционных отверстий 707 снаружи устройства 602, обеспечивается возможность поступления ненагретого воздуха в изделие 700 через вентиляционные отверстия 707 извне устройства 602 для содействия охлаждению изделия 700.

На Фиг. 10 показаны графики температуры 404 в зависимости от времени 402 в течение одного нагревательного цикла, причем для первой части 312 токоприемной системы 310 график построен с использованием показаний от первой термопары 342, а для второй части токоприемной системы 310 график построен с использованием показаний от второй термопары 344. На Фиг. 10 график температуры первой части 312 токоприемной системы 310, построенный с использованием показаний от первой термопары 342, показан сплошной линией 406. На Фиг. 10 график температуры второй части 314 токоприемной системы 310, построенный с использованием показаний от второй термопары 344, показан точечной линией 408.

Как показано на Фиг. 10, после начала нагрева первая часть 312 токоприемной системы 310 быстро нагревается во время первого этапа 410 и достигает рабочей температуры по истечении первого периода 414, составляющего приблизительно 60 секунд. Вторая часть 314 токоприемной системы 310 тоже нагревается во время первого этапа 410, но гораздо медленнее, чем первая часть 312. Температура первой части 312 токоприемной системы 310 превышает температуру второй части 314 токоприемной системы 310 на протяжении всего первого этапа 410. Вторая часть 314 токоприемной системы 310 не достигает рабочей температуры во время первого этапа 410. В данном варианте осуществления под рабочей температурой подразумевается требуемая температура, при которой из образующего аэрозоль субстрата выделяется наиболее желательный аэрозоль.

Далее, как показано на Фиг. 10, по истечении второго периода 416, составляющего приблизительно 150 секунд с момента начала нагрева, заканчивается первый этап 410 и начинается второй этап 412. На втором этапе 412 первая часть 312 токоприемной системы 312 нагревается до меньшей температуры, но все равно находится в пределах приблизительно 50 градусов по Цельсию относительно рабочей температуры. Также на втором этапе 412 вторая часть 314 токоприемной системы 310 быстро нагревается до рабочей температуры и достигает рабочей температуры по истечении третьего периода 418, составляющего приблизительно 210 секунд с момента начала нагрева.

В частности, на Фиг. 10 показан требуемый температурный профиль для генерирующей аэрозоль системы, причем первая часть 312 токоприемной системы 310 выполнена с возможностью нагрева ближней части образующего аэрозоль субстрата, а вторая часть 314 токоприемной системы 310 выполнена с возможностью нагрева дальней части образующего аэрозоль субстрата. Ближняя часть образующего аэрозоль субстрата находится ближе к мундштучному концу генерирующего аэрозоль изделия, содержащего образующий аэрозоль субстрат. Такой температурный профиль в пределах образующего аэрозоль субстрата обеспечивает возможность генерирования аэрозоля с требуемыми характеристиками в течение всего увеличенного периода времени генерирования аэрозоля. Нагрев ближней части образующего аэрозоль субстрата перед нагревом дальней части субстрата способствует оптимальной доставке генерируемого аэрозоля пользователю. В частности, считается, что это происходит вследствие того, что горячий аэрозоль из нагретой ближней части образующего аэрозоль субстрата не взаимодействует с ненагретой дальней частью образующего аэрозоль субстрата во время первого этапа, и поэтому горячий аэрозоль из ближней части не содержит летучих соединений, выделяющихся из дальней части.

Такой температурный профиль может быть достигнут путем возбуждения изменяющихся токов, предпочтительно переменных токов, в первой катушке 312 индуктивности и второй катушке 314 индуктивности различными способами. Например, на первом этапе первый изменяющийся ток, предпочтительно переменный ток, может быть возбужден в первой катушке 312 индуктивности с первой скважностью, и второй изменяющийся ток, предпочтительно переменный ток, может быть возбужден во второй катушке 314 индуктивности, причем скважность второго изменяющегося тока составляет меньше скважности первого изменяющегося тока, так что ток, возбужденный в первой катушке 312 индуктивности, превышает ток, возбужденный во второй катушке 314 индуктивности, во время первого этапа. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления изменяющийся ток не подают на вторую катушку 314 индуктивности на первом этапе 410. На втором этапе может применяться противоположное, так что скважность первого изменяющегося тока составляет меньше, чем скважность второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

На Фиг. 11 изображена токоприемная система 501. Индукционная нагревательная система 501 содержит первую LC-цепь 510. Первая LC-цепь 510 содержит первую катушку 512 индуктивности и первый конденсатор 514. Первая катушка 512 индуктивности имеет первую индуктивность. Первый конденсатор 514 имеет первую емкость. Резонансная частота первой LC-цепи 510 определяется первой индуктивностью и первой емкостью.

На Фиг. 11 дополнительно показан первый транзистор 516, такой как полевой транзистор, соединенный с первой LC-цепью 510. Кроме того, на Фиг. 11 изображены зажимы 518 источника питания постоянного тока. Зажимы 518 источника питания постоянного тока соединены с источником питания, предпочтительно батареей, устройства. Первая LC-цепь 510 выполнена с возможностью индукционного нагрева первой части токоприемной системы. Первая часть токоприемной системы может быть расположена рядом с первой катушкой индуктивности таким образом, что первая катушка индуктивности может нагревать первую часть токоприемного элемента за счет вихревых токов и/или гистерезиса.

Индукционная нагревательная система 501 по Фиг. 11 также содержит вторую LC-цепь 520, содержащую вторую катушку 522 индуктивности и второй конденсатор 524. Со второй LC-цепью 520 связан второй транзистор 526.

Первый транзистор 516 выполнен с возможностью управления работой первой LC-цепи 510. Второй транзистор 526 выполнен с возможностью управления работой второй LC-цепи 520.

Компоненты второй LC-цепи 520 могут быть аналогичны компонентам первой LC-цепи 510. Иначе говоря, вторая катушка 522 индуктивности может иметь вторую индуктивность, второй конденсатор 524 может иметь вторую емкость, и второй транзистор 526 может представлять собой полевой транзистор. Две LC-цепи 510, 520 могут быть соединены параллельно с источником питания постоянного тока.

На Фиг. 12 показан контроллер 527, в дополнение к силовому каскаду 528. Силовой каскад 528 может содержать первую LC-цепь 510 и первый транзистор 516, как показано на Фиг. 11. Силовой каскад 528 может содержать, в качестве альтернативы, все компоненты, показанные на Фиг. 11. Контроллер 527, изображенный на Фиг. 12, может содержать генератор 530 колебаний. Генератор 530 колебаний может быть соединен с одним или обоими из первого транзистора 516 и второго транзистора 526. Кроме того, на Фиг. 12 также показан источник 532 питания постоянного тока. Источник 532 питания постоянного тока может использоваться для питания элементов, показанных на Фиг. 11. В дополнение, источник 532 питания постоянного тока может использоваться для питания контроллера 527, предпочтительно генератора 530 колебаний.

Контроллер 527 дополнительно содержит модуль 534 широтно-импульсной модуляции. Модуль 534 широтно-импульсной модуляции может быть выполнен с возможностью модуляции сигнала, используемого для возбуждения LC-цепей 510, 520. Контроллер 527 может быть выполнен с возможностью возбуждения LC-цепей 510, 520. Иначе говоря, контроллер 527 может быть выполнен с возможностью подачи электрического сигнала на LC-цепи 510, 520.

Контроллер 527 может быть выполнен с возможностью возбуждения первой LC-цепи 510 с помощью переменного тока первой частоты. Первая частота может соответствовать резонансной частоте первой LC-цепи 510. Контроллер 527 может быть выполнен с возможностью возбуждения второй LC-цепи 520 с помощью переменного тока второй частоты. Вторая частота может соответствовать резонансной частоте второй LC-цепи 520.

Резонансная частота первой LC-цепи 510 может быть равна резонансной частоте второй LC-цепи 520. В данном варианте контроллер 52 7 может быть выполнен с возможностью подачи переменного тока с частотой, соответствующей резонансной частоте первой LC-цепи 510, на первую LC-цепь 510 во время первого этапа. Первый этап может представлять собой этап, на котором преимущественно первая часть образующего аэрозоль субстрата должна нагреваться посредством первой части токоприемной системы. Контроллер 527 может быть выполнен с возможностью, во время первого этапа, подачи переменного тока с частотой, отличной от резонансной частоты второй LC-цепи 520, на вторую LC-цепь 520. Следовательно, вторая LC-цепь 520 будет нагреваться до более низкой температуры, чем первая LC-цепь 510. На втором этапе, на котором преимущественно вторая часть образующего аэрозоль субстрата должна нагреваться посредством второй части токоприемной системы, возможна подача комплементарных переменных токов контроллером на LC-цепи 510, 520. На втором этапе на вторую LC-цепь 520 может подаваться переменный ток, соответствующий резонансной частоте второй LC-цепи 520, а на первую LC-цепь 510 может подаваться переменный ток с частотой, отличной от резонансной частоты первой LC-цепи 510.

Резонансная частота первой LC-цепи 510 может отличаться от резонансной частоты второй LC-цепи 520. В этом случае контроллер 527 может быть выполнен с возможностью, во время первого этапа, подачи переменного тока на первую LC-цепь 510 с частотой, соответствующей резонансной частоте первой LC-цепи 510. На вторую LC-цепь 520 может подаваться переменный ток с такой же частотой. Вследствие того, что резонансная частота второй LC-цепи 520 отличается от резонансной частоты первой LC-цепи 510, вторая LC-цепь 520 может нагревать лишь вторую часть токоприемной системы до более низкой температуры, чем та, до которой первая LC-цепь 510 нагревает первую часть токоприемной системы. Контроллер 52 7 может быть выполнен с возможностью, на втором этапе, на котором требуется нагрев второй части токоприемной системы, подачи переменного тока с частотой, соответствующей резонансной частоте второй LC-цепи 520, в то время как этот переменный ток будет приводить к более слабому нагреву первой части токоприемной системы посредством первой LC-цепи 510.

На Фиг. 13 показан вариант осуществления, в котором на первом этапе преимущественно нагревается первая LC-цепь 510, в то время как вторая LC-цепь 520 нагревается до более низкой температуры во время первого этапа. Обратное этому имеет место на втором этапе, на котором первая LC-цепь 510 нагревается до более низкой температуры, чем вторая LC-цепь 520. Для облегчения этого используется широтно-импульсная модуляция. Более конкретно, в верхней части Фиг. 13 показаны комплементарные скважности первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией (слева вверху) и второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией (справа сверху). Первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией будет обозначен в данном документе как первый сигнал 536. Второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией будет обозначен в данном документе как второй сигнал 538. Скважность относится к процентной доле времени подачи соответствующего сигнала. Как видно на Фиг. 13, первый сигнал 536 имеет высокую скважность, составляющую приблизительно 80%, в то время как второй сигнал 538 имеет низкую скважность, составляющий приблизительно 20%. Вариант осуществления, показанный на Фиг. 13, соответствует первому этапу, на котором преимущественно нагревается первая часть 541 токоприемной системы 540, в то время как вторая часть 542 токоприемной системы 540 нагревается до более низкой температуры. Ниже сигналов, показанных на Фиг. 13, изображены первая катушка 512 индуктивности и вторая катушка 522 индуктивности. Ниже катушек 512, 522 индуктивности изображена токоприемная система 540, содержащая первую часть 541 и вторую часть 542. Ниже токоприемной системы 540 изображено генерирующее аэрозоль изделие 542, содержащее образующий аэрозоль субстрат. Ниже генерирующего аэрозоль изделия 542 изображена диаграмма 544, показывающая нагрев в зависимости от расстояния. Нагрев является сильным преимущественно в первой части 541 токоприемной системы 540, в то время как во второй части 542 токоприемной системы 540 нагрев является более слабым. Во время второго этапа нагрев токоприемной системы 540 будет отличаться. Во время второго этапа вторая LC-цепь 520 будет нагревать вторую часть 542 токоприемной системы 540 до более высокой температуры, а температура первой части 541 токоприемной системы 540 будет ниже, чем на первом этапе. Для содействия этому может использоваться широтно-импульсная модуляция, аналогично первому этапу. Скважность второго сигнала 538 может быть увеличена, в то время как скважность первого сигнала 53 6 может быть уменьшена. Температура может плавно изменяться от первого этапа ко второму этапу. Скважность первого сигнала 536 и скважность второго сигнала 538 могут составлять до 100%. В качестве альтернативы, скважность первого сигнала 536 и скважность второго сигнала 538 могут составлять до величины, меньшей 100%. Например, на первом этапе скважность первого сигнала 53 6 может быть выше 50%, например составлять 80%, а скважность второго сигнала 538 может быть близка к 0% или составлять 0%; и обратное этому имеет место во время второго этапа.

Следует понимать, что описанные выше варианты осуществления являются лишь конкретными примерами, и предусмотрены другие варианты осуществления согласно настоящему изобретению.

Группа изобретений относится к табачной промышленности, а именно к генерирующему аэрозоль устройству, генерирующей аэрозоль системе и способу управления генерирующим аэрозоль устройством. Генерирующее аэрозоль устройство содержит индукционную нагревательную систему, выполненную с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и включающую токоприемную систему, которая выполнена с возможностью нагрева под действием проникающего изменяющегося магнитного поля для нагрева образующего аэрозоль субстрата. Индукционная нагревательная система включает по меньшей мере первую катушку индуктивности, по меньшей мере вторую катушку индуктивности и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью возбуждения первой катушки индуктивности с помощью первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования первого переменного магнитного поля для нагрева первой части токоприемной системы. Также контроллер выполнен с возможностью возбуждения второй катушки индуктивности с помощью второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования второго переменного магнитного поля для нагрева второй части токоприемной системы. Контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией с комплементарными скважностями. Технический результат заключается в обеспечении оптимального нагрева различных образующих аэрозоль субстратов. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Генерирующее аэрозоль устройство, содержащее:

индукционную нагревательную систему, выполненную с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и содержащую:

токоприемную систему, которая выполнена с возможностью нагрева под действием проникающего изменяющегося магнитного поля для нагрева образующего аэрозоль субстрата;

по меньшей мере первую катушку индуктивности;

по меньшей мере вторую катушку индуктивности; и

контроллер,

причем контроллер выполнен с возможностью возбуждения первой катушки индуктивности с помощью первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования первого переменного магнитного поля для нагрева первой части токоприемной системы,

контроллер выполнен с возможностью возбуждения второй катушки индуктивности с помощью второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования второго переменного магнитного поля для нагрева второй части токоприемной системы, и

контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией с комплементарными скважностями.

2. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на первую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры первой части токоприемной системы от начальной температуры до первой рабочей температуры, причем контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

3. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 2, в котором контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на первую катушку индуктивности во время второго этапа для снижения температуры первой части токоприемной системы от первой рабочей температуры до второй рабочей температуры, причем контроллер выполнен с возможностью подачи первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время второго этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

4. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 2 или 3, в котором контроллер выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на вторую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от начальной температуры до третьей рабочей температуры, меньшей первой рабочей температуры, причем контроллер выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией во время первого этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

5. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 4, в котором контроллер выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией на вторую катушку индуктивности во время второго этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от третьей рабочей температуры до четвертой рабочей температуры, превышающей вторую рабочую температуру, причем контроллер выполнен с возможностью подачи второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

6. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее источник питания для подачи питания на индукционную нагревательную систему.

7. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором контроллер содержит микроконтроллер.

8. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 7, в котором микроконтроллер выполнен с возможностью использования тактовой частоты микроконтроллера в качестве одной или обеих из частоты изменения первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и частоты изменения второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

9. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащее генератор для генерирования одной или обеих из частоты первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией и частоты второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

10. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее первый силовой каскад, содержащий по меньшей мере первую катушку индуктивности и первый конденсатор.

11. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 10, в котором первая катушка индуктивности и первый конденсатор расположены в виде первой LC-цепи.

12. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее второй силовой каскад, содержащий по меньшей мере вторую катушку индуктивности и второй конденсатор.

13. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 12, в котором вторая катушка индуктивности и второй конденсатор расположены в виде второй LC-цепи.

14. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая катушка намотана в направлении, отличном от направления намотки первой катушки.

15. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая катушка имеет число витков, отличное от числа витков первой катушки.

16. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая катушка имеет длину, отличную от длины первой катушки.

17. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее полость устройства, выполненную с возможностью приема образующего аэрозоль субстрата, причем первая катушка индуктивности расположена вокруг полости устройства и вторая катушка индуктивности также расположена вокруг полости устройства.

18. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 17, в котором полость устройства имеет ближний конец и дальний конец, противоположный ближнему концу, причем ближний конец является открытым для приема генерирующего аэрозоль изделия.

19. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 18, в котором первая катушка индуктивности расположена ближе к ближнему концу полости устройства, чем к дальнему концу полости устройства, а вторая катушка индуктивности расположена ближе к дальнему концу полости устройства, чем к ближнему концу полости устройства.

20. Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-19 и генерирующее аэрозоль изделие, содержащее образующий аэрозоль субстрат.

21. Способ управления генерирующим аэрозоль устройством, содержащим:

индукционную нагревательную систему, выполненную с возможностью нагрева образующего аэрозоль субстрата и содержащую:

токоприемную систему, выполненную с возможностью нагрева под действием проникающего изменяющегося магнитного поля для нагрева образующего аэрозоль субстрата;

по меньшей мере первую катушку индуктивности;

по меньшей мере вторую катушку индуктивности; и

контроллер, выполненный с возможностью управления первой катушкой индуктивности и второй катушкой индуктивности,

причем способ включает:

возбуждение первой катушки индуктивности с помощью первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования первого переменного магнитного поля для нагрева первой части токоприемной системы,

возбуждение второй катушки индуктивности с помощью второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией для генерирования второго переменного магнитного поля для нагрева второй части токоприемной системы, и

подачу первого переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией со скважностью, комплементарной скважности второго переменного сигнала с широтно-импульсной модуляцией.

22. Способ по п. 21, согласно которому первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают на первую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры первой части токоприемной системы от начальной температуры до первой рабочей температуры, причем переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают во время первого этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

23. Способ по п. 22, согласно которому первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают на первую катушку индуктивности во время второго этапа для снижения температуры первой части токоприемной системы от первой рабочей температуры до второй рабочей температуры, причем первый переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают во время второго этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

24. Способ по п. 22 или 23, согласно которому второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают на вторую катушку индуктивности во время первого этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от начальной температуры до третьей рабочей температуры, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают во время первого этапа со скважностью ниже 50%, предпочтительно ниже 40%, предпочтительно ниже 30%, более предпочтительно ниже 20% и наиболее предпочтительно ниже 10%.

25. Способ по п. 24, согласно которому второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают на вторую катушку индуктивности во время второго этапа для повышения температуры второй части токоприемной системы от третьей рабочей температуры до четвертой рабочей температуры, причем второй переменный сигнал с широтно-импульсной модуляцией подают во время второго этапа со скважностью выше 50%, предпочтительно выше 60%, предпочтительно выше 70%, более предпочтительно выше 80% и наиболее предпочтительно выше 90%.

26. Способ по любому из пп. 21-25, согласно которому генерирующее аэрозоль устройство представляет собой генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-19.