НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ПАРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2024 года по МПК A24F40/46 

Перекрестные ссылки на соответствующие приложения

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет на патентную заявку Китая № 202011494736.0, озаглавленную «Нагреватель для устройства для генерации пара и устройство для генерации пара» и поданную в Китайское национальное управление интеллектуальной собственности 17 декабря 2020 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

Область техники

Варианты реализации настоящей заявки относятся к технической области нагрева негорючих курительных устройств, и в частности, к нагревателю для устройства для генерации пара и устройству для генерации пара.

Уровень техники

Во время употребления табачных изделий (например, сигареты, сигары и т.д.) сжигают табак, в результате чего образуется табачный дым. Были предприняты попытки заменить изделия, сжигающие табак, путем создания продукции, выделяющей соединения без сжигания.

Примерами таких видов продукции являются нагревательные устройства, которые выделяют соединения путем нагревания материала вместо сжигания. Например, такой материал может быть табаком или прочими не табачными изделиями, которые могут содержать или не содержать никотин. Из известного уровня техники в патенте 202010054217.6 предлагается нагрев табачных изделий для образования аэрозолей с помощью нагревателя со спиральной навивкой, заключенной в наружную втулку.

Из уровня техники известен документ CN212117073 U, относящийся к устройствам для курения с технологией нагревания без сгорания, раскрывающий устройство для генерации пара, содержащее корпус, рабочую часть, размещенную на корпусе и выполненную с возможностью перемещения в направлении выдвижения камеры, при этом камера проходит внутри корпуса и предназначена для приема курительного материала, при этом предусмотрен нагреватель, выполненный в форме штифта, иглы или листа, проходящий в осевом направлении камеры, и выполненный с возможностью проникновения в курительный материал во время его попадания в камеру. Предпочтительно, чтобы нагреватель представлял собой резистивный нагреватель в режиме резистивного нагрева или нагреватель электромагнитной индукции в режиме электромагнитной индукции.

Также из уровня техники известен документ CN211580226 U, относящийся к нагревательным устройствам для новых устройств для курения и раскрывающий нагревательный элемент для нагревания в несколько этапов, который включает в себя нагревательный элемент, втулку и оболочку; при этом нагреватель заключен во втулку, имеет по меньшей мере двухсекционную нагревательную конструкцию и снабжен тремя или более выводными концами; втулка расположена в оболочке.

В документе RU2643421 C2 раскрыто устройство индукционного нагрева для генерирования аэрозоля, содержащее корпус, полость, имеющую внутреннюю поверхность для вмещения по меньшей мере части вставки, образующей аэрозоль, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник, при этом корпус устройства дополнительно содержит индукционную катушку, имеющую магнитную ось, индукционная катушка расположена таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть полости; источник питания, соединенный с индукционной катушкой и выполненный с возможностью предоставления высокочастотного тока на индукционную катушку, при этом материал провода, образующий индукционную катушку, имеет поперечное сечение, содержащее основную часть, основная часть имеет продольное удлинение в направлении магнитной оси и латеральное удлинение, перпендикулярное магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения основной части.

Известен документ EA029524 B1, относящийся к электроуправляемой системе генерирования аэрозоля, включающей электрическую схему для определения количества жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в секции хранения жидкости.

Также известен документ WO2020246779 A1, относящийся к устройству генерирования аэрозоля и способу его эксплуатации, раскрывающий нагревательный элемент, который может окружать фитиль с разными интервалами намотки вдоль продольного направления фитиля в зависимости от профиля скорости поглощения материала, образующего аэрозоль, при этом более короткие интервалы намотки обеспечивают большую интенсивность нагрева и наоборот.

Сущность изобретения

В одном из вариантов осуществления настоящей заявки предложено устройство для генерации пара, сконфигурированное для нагрева парообразующего изделия с целью получения аэрозоля для вдыхания; включающее в себя:

камеру, предназначенную для приема парообразующего изделия;

нагреватель, сконструированный таким образом, чтобы по крайней мере частично продолжаться в камере, для нагрева изделия, образующего аэрозоль, находящегося в камере; нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную с возможностью по крайней мере частично продолжения в осевом направлении камеры, и имеющую полость, продолжающуюся в осевом направлении; и

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки и выполненную таким образом, чтобы простираться в осевом направлении оболочки, где проволочный материал нагревательной катушки имеет поперечное сечение, включающее в себя основную часть, причем длина удлинения основной части в осевом направлении нагревательной катушки больше, чем длина удлинения основной части в радиальном направлении нагревательной катушки.

В вышеупомянутом устройстве генерации пара, если сравнивать нагревательную катушку в нагревателе с обычной спиральной нагревательной катушкой, которая образована из проволоки с круглым поперечным сечением, проволочный материал полностью или по крайней мере сплющен по форме. Поэтому проволочный материал простирается на относительно небольшую величину в радиальном направлении, и за счет этого потери энергии в резистивной нагревательной катушке могут быть уменьшены, и в частности, может быть улучшена теплопередача.

В предпочтительном варианте осуществления основная часть образует все поперечное сечение проволочного материала.

В предпочтительном варианте осуществления основная часть имеет прямоугольную форму.

В предпочтительном варианте осуществления нагревательная катушка включает в себя от 6 до 20 намоток или витков.

В предпочтительном варианте осуществления длина удлинения основной части в осевом направлении нагревательной катушки составляет от 1 до 4 мм;

и/или, длина удлинения основной части в радиальном направлении нагревательной катушки составляет от 0,1 до 1 мм.

В предпочтительном варианте осуществления нагреватель дополнительно включает в себя токоподводящие выводы для подачи питания на нагревательную катушку; причем токоподводящие выводы включают в себя:

первый токоподводящий вывод, соединенный с первым концом нагревательной катушки; и

второй токоподводящий вывод, соединенный со вторым концом нагревательной катушки и проникающий в нагревательную катушку от второго конца к первому концу.

В предпочтительном варианте осуществления проволочный материал нагревательной катушки имеет положительный или отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что позволяет определять температуру нагревательной катушки путем определения сопротивления нагревательной катушки.

В предпочтительном варианте осуществления первый токоподводящий вывод и второй токоподводящий вывод изготовлены из разных материалов, чтобы между первым токоподводящим выводом и вторым токоподводящим выводом была сформирована термопара для определения температуры нагревательной катушки.

В предпочтительном варианте осуществления нагреватель дополнительно включает в себя основание, через которое устройство для генерации пара удерживает нагреватель.

В предпочтительном варианте осуществления поперечное сечение проволочного материала дополнительно включает в себя второстепенную часть, и длина удлинения второстепенной части в радиальном направлении нагревательной катушки больше, чем длина удлинения второстепенной части в осевом направлении нагревательной катушки.

В предпочтительном варианте осуществления второстепенная часть расположена ближе к центральной оси нагревательной катушки, чем основная часть.

В предпочтительном варианте осуществления, в осевом направлении нагревательная катушка включает в себя первую часть, расположенную вблизи первого конца, вторую часть, расположенную вблизи второго конца, и третью часть, расположенную между первой частью и второй частью; где

в осевом направлении нагревательной катушки количество намоток или витков на единицу длины в третьей части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины в одной или обеих первой части и второй части.

В предпочтительном варианте осуществления нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; где

в осевом направлении нагревательной катушки количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части.

В предпочтительном варианте осуществления количество намоток или витков на единицу длины нагревательной катушки в осевом направлении постепенно изменяется.

В еще одном варианте осуществления настоящей заявки дополнительно предложено устройство для генерации пара, сконфигурированное для нагрева парообразующего изделия с целью получения аэрозоля для вдыхания; включающее в себя:

камеру, предназначенную для приема парообразующего изделия;

нагреватель, сконструированный таким образом, чтобы по крайней мере частично продолжаться в камере, для нагрева изделия, образующего аэрозоль, находящегося в камере; нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную с возможностью по крайней мере частично удлинения в осевом направлении камеры, и имеющий полость, продолжающуюся в осевом направлении; и

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки; нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; при этом количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части в осевом направлении нагревательной катушки.

В еще одном из вариантов осуществления настоящей заявки предложен нагреватель для устройства для генерации пара, отличающийся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную в виде штифта или иголки; оболочка имеет полость, простирающуюся в осевом направлении;

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки и выполненную таким образом, чтобы простираться в осевом направлении оболочки, где проволочный материал нагревательной катушки имеет поперечное сечение, включающее в себя основную часть, причем длина удлинения основной части в осевом направлении нагревательной катушки больше, чем длина удлинения основной части в радиальном направлении нагревательной катушки.

В еще одном из вариантов осуществления настоящей заявки предложен нагреватель для устройства для генерации пара, отличающийся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную в виде штифта или иголки; оболочка имеет полость, простирающуюся в осевом направлении;

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки; нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; при этом количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части в осевом направлении нагревательной катушки.

Описание чертежей

Один или несколько вариантов реализации настоящей заявки иллюстрируются в качестве примеров со ссылкой на соответствующие фигуры на прилагаемых чертежах, и описание не является ограничением вариантов осуществления настоящей заявки. Компоненты на прилагаемых чертежах, имеющие одинаковые цифровые обозначения, представлены как аналогичные компоненты, если не указано иное, фигуры на прилагаемых чертежах выполнены не в масштабе.

Фиг. 1 – конструктивная схема устройства для генерации пара согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг. 2 – схематический покомпонентный вид нагревателя, указанного в фиг. 1, согласно одному варианту осуществления;

Фиг. 3 – схематический вид разреза под углом обзора резистивной нагревательной катушки, указанной на фиг. 2;

Фиг. 4 – схематический вид разреза резистивной нагревательной катушки согласно еще одному варианту осуществления;

Фиг. 5 – схематический вид разреза резистивной нагревательной катушки согласно еще одному варианту осуществления;

Фиг. 6 – схематический вид разреза резистивной нагревательной катушки согласно еще одному варианту осуществления;

Фиг. 7 – схема резистивной нагревательной катушки согласно еще одному варианту осуществления;

Фиг. 8 – схематический вид кривой нагрева для управления нагревателем для нагрева изделия, образующего аэрозоль в заранее определенное время согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг. 9 – результаты сравнения значений TPM изделия, образующего аэрозоль, нагретого нагревателем испытуемого варианта и нагревателем сравнительного варианта осуществления согласно одному варианту осуществления заявки;

Фиг. 10 – результаты сравнения значений TPM изделия, образующего аэрозоль, нагретого нагревателем испытуемого варианта и нагревателем сравнительного варианта осуществления согласно еще одному варианту осуществления заявки;

Фиг. 11 – результаты сравнения значений TPM изделия, образующего аэрозоль, нагретого нагревателем испытуемого варианта и нагревателем сравнительного варианта осуществления согласно еще одному варианту осуществления заявки;

Фиг. 12 – результаты сравнения значений TPM изделия, образующего аэрозоль, нагретого нагревателем испытуемого варианта и нагревателем сравнительного варианта осуществления согласно еще одному варианту осуществления заявки.

Примеры конкретного выполнения

Для удобства понимания настоящей заявки далее проводится более подробное описание настоящей заявки в сочетании с прилагаемыми чертежами и вариантами реализации.

В одном из вариантов осуществления настоящей заявки предложено устройство для генерации пара, конструкция которого показана на фиг. 1, включающее в себя:

камеру, в которой размещено с возможностью удаления изделие А, образующее аэрозоль;

нагреватель 30, по крайней мере частично продолжающийся в камере, вставленный в изделие А, образующее аэрозоль для нагрева, когда изделие А, образующее аэрозоль поступает в камеру, так что изделие А, образующее аэрозоль, выделяет множество летучих соединений, при чем эти летучие соединения образуются только при нагреве;

гальванический элемент 10, предназначенный для подачи питания;

цепь 20, предназначенную для направления тока между гальваническим элементом 10 и нагревателем 30.

В предпочтительном варианте осуществления заявки нагреватель 30 имеет по существу форму штифта или иголки, что, в свою очередь, удобно для вставки в изделие A, образующее аэрозоль; в то же время нагреватель 30 может иметь длину приблизительно от 12 до 19 мм и внешний диаметр приблизительно от 2 до 4 мм.

Далее, в альтернативном варианте осуществления заявки изделие A, образующее аэрозоль, предпочтительно изготовлено из табакосодержащего материала, который выделяет летучие соединения из субстрата при нагревании; или из нетабачного материала, пригодного для электрического нагрева и курения после нагрева. Изделие A, образующее аэрозоль, предпочтительно изготовлено из твердого субстрата, который может включать один или более из порошков, частиц, фрагментированных полос, полосок или хлопьев одного или более из листов ванили, листов табака, однородного табака и распущенного табака. В качестве альтернативы, твердый субстрат может включать в себя дополнительно табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, которые выделяются при нагревании субстрата.

На фиг. 2 показан схематический покомпонентный вид частей нагревателя 30 до сборки согласно одному варианту осуществления, включающего в себя:

оболочку 31, выполненную в виде штифта или иголки с полостью 311 и имеющую конический кончик на переднем конце для удобства вставки в изделие A, образующее аэрозоль, и отверстие на заднем конце для удобства сборки функциональных частей в оболочке;

нагревательный элемент 32, предназначенный для генерации тепла и, в частности, конструктивно включающий резистивную нагревательную катушку 320 в форме спирали, продолжающуюся вдоль части оболочки 31 в осевом направлении, первый токоподводящий вывод 321, соединенный с нижним концом резистивной нагревательной катушки 320, и второй токоподводящий вывод 322, соединенный с верхним концом резистивной нагревательной катушки 320. Во время использования первый токоподводящий вывод 321 и второй токоподводящий вывод 322 предназначены для подачи питания на резистивную нагревательную катушку 320.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, резистивная нагревательная катушка 320 полностью собрана и находится в полости 311 оболочки 31, после сборки резистивная нагревательная катушка 320 и оболочка 31 передают друг другу тепло.

Далее, в предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 2, нагреватель 30 дополнительно включает в себя основание или фланец 33. На рисунке это основание или фланец 33 изготовлен из термостойкого материала, такого как керамика или PEEK; предпочтительно имеет кольцевую форму. При сборке нижний конец оболочки 31 закрепляется на основании или фланце 33 посредством высокотемпературного клея или формования, например, литья под давлением в пресс-форме, а затем устройство для генерации пара может закрепить основание или фланец 33 с помощью опоры, зажима или удерживания, тем самым стабильно устанавливая и удерживая нагреватель 30. Конечно, после сборки основания или фланца 33 с нижним концом оболочки 31, первый токоподводящий вывод 321 и второй токоподводящий вывод 322 выходят из центрального отверстия основания или фланца 33, облегчая тем самым подключение к цепи 20.

В альтернативном варианте осуществления резистивная нагревательная катушка 320 выполнена из металлического материала, металлического сплава, графита, углерода, токопроводящей керамики или других композитных материалов из керамических материалов и металлических материалов, имеющих подходящее сопротивление. Подходящие металлические или сплавные материалы, включают в себя, по крайней мере, один из никеля, кобальта, циркония, титана, никелевого сплава, кобальтового сплава, циркониевого сплава, титанового сплава, нихрома, никель–железного сплава, феррохрома, железо-хром-алюминиевого сплава, титанового сплава, алюминиево-железо-марганцевого сплава или нержавеющей стали.

Оболочка 31 изготовлена из термостойкого и теплопроводящего материала, такого как стекло, керамика, металл или сплав, например, нержавеющая сталь. Конечно, после сборки резистивная нагревательная катушка 320 и внутренняя стенка полости 311 оболочки 31 прилегают друг к другу для передачи тепла друг другу, и изолированы друг от друга, когда оболочка 31 изготовлена из металла или сплава. Например, изоляция может быть сформирована между контактными поверхностями путем склеивания, поверхностного окисления или напыления изоляционного слоя.

На фиг. 3 показан схематический вид разреза под углом обзора резистивной нагревательной катушки 320, указанной на фиг. 2. Поперечное сечение проволочного материала резистивной нагревательной катушки 320 имеет широкую или плоскую форму, которая отличается от обычной круглой формы. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 3, поперечное сечение проволочного материала резистивной нагревательной катушки 320 имеет размер удлинения в продольном направлении, который больше, чем размер удлинения в радиальном направлении, перпендикулярном части, удлиняющейся в продольном направлении, так что резистивная нагревательная катушка 320 имеет плоскую прямоугольную форму.

Вкратце, сравнивая вышеописанную резистивную нагревательную катушку 320 с обычной спиральной нагревательной катушкой, изготовленной из проволоки круглого сечения, проволочный материал имеет полностью или, по крайней мере, сплющенную форму. Поэтому проволочный материал простирается на относительно небольшую величину в радиальном направлении. Таким образом, потери энергии в резистивной нагревательной катушке 320 могут быть уменьшены. И в частности, может быть улучшена теплопередача.

Предпочтительно, поперечное сечение резистивной нагревательной катушки 320 имеет прямоугольную форму для формирования всего поперечного сечения резистивной нагревательной катушки 320. В этих вариантах осуществления резистивная нагревательная катушка 320 формируется спирально из проволочного материала прямоугольного сечения, образуя таким образом плоскую спиральную катушку, которую легко изготовить. После снижения потерь энергии резистивная нагревательная катушка получает дополнительное преимущество в виде минимизации внешнего диаметра, что выгодно для допустимого диапазона внешнего диаметра изготовленного нагревательного элемента 32.

Далее, на фиг. 4 представлена схема нагревателя 30 согласно еще одному варианту осуществления, где резистивная нагревательная катушка 320а заключена в оболочку 31а, выполненную в виде штифта или иголки. В частности,

проволочный материал резистивной нагревательной катушки 320a имеет L-образное поперечное сечение, включающее в себя основную часть 3210a и второстепенную часть 3220a; где

длина удлинения основной части 3210a в осевом направлении резистивной нагревательной катушки 320a больше, чем длина удлинения основной части в радиальном направлении резистивной нагревательной катушки; длина удлинения второстепенной части 3220a в осевом направлении резистивной нагревательной катушки 320a меньше, чем длина удлинения второстепенной части в радиальном направлении резистивной нагревательной катушки. Таким образом, в конечном итоге, в общей форме длина удлинения 3211a профиля поперечного сечения проволочного материала резистивной нагревательной катушки 320a в осевом направлении больше, чем длина удлинения 3221a профиля поперечного сечения проволочного материала резистивной нагревательной катушки в радиальном направлении. При использовании основная часть 3210a находится ближе к оболочке 31a, так что основная часть 3210a и оболочка 31a передают тепло друг другу после сборки; а второстепенная часть 3220a простирается радиально внутрь.

Альтернативно, в еще одном варианте осуществления, показанном на фиг. 5, поперечное сечение проволочного материала резистивной нагревательной катушки 320b имеет T-образную форму, включающую основную часть 3210b и второстепенную часть 3220b. В этом случае T-образная форма расположена перевернутым образом, причем «голова» T-образной формы образует основную часть 3210b и расположена параллельно продольной оси резистивной нагревательной катушки 320b. Аналогично, длина удлинения 3211b профиля поперечного сечения в осевом направлении больше, чем длина удлинения 3221b в радиальном направлении.

Длина удлинения вышеуказанных второстепенных частей 3220a/3220b в радиальном направлении резистивной нагревательной катушки 320b всегда больше, чем длина удлинения основной части 3210a в радиальном направлении.

На фиг. 6 показана форма резистивной нагревательной катушки 320c в соответствии с другим вариантом осуществления. Поперечное сечение проволочного материала резистивной нагревательной катушки имеет форму треугольника, так что длина удлинения 3211c профиля поперечного сечения в осевом направлении больше, чем длина удлинения 3221c профиля поперечного сечения в радиальном направлении. Кроме того, нижняя часть треугольника расположена параллельно продольной оси резистивной нагревательной катушки 320b.

Далее, согласно вышеописанным предпочтительным вариантам осуществления, резистивные нагревательные катушки 320/320a/320b/320c имеют от 6 до 20 намоток или витков. Вышеуказанные резистивные нагревательные катушки 320/320a/320b/320c изготовлены из проволочного материала одинакового размера, так что намотки по существу одинаковы. Если проволочный материал имеет второстепенные части 3220a/3220b в радиальном направлении, то эти второстепенные части 3220a/3220b отдельных намоток расположены на расстоянии друг от друга. Второстепенные части 3220a/3220b отстоят друг от друга не только на расстояние между соседними намотками, как в обычных резистивных нагревательных катушках 320a/320b, но и на длину удлинения основных частей 3210a/3210b в осевом направлении, что выгодно для монтажа и крепления резистивных нагревательных катушек 320a/320b/320c, которые имеют второстепенные части 3220a/3220b или поперечное сечение в виде треугольника.

В предпочтительном варианте осуществления поперечные сечения проволочных материалов резистивных нагревательных катушек 320/320a/320b/320c имеют длину удлинения 3211a/3211b/3211c в осевом направлении приблизительно от 1 до 4 мм, и длину удлинения 3221a/3221b/3221c в радиальном направлении приблизительно от 0,1 до 1 мм.

Далее, в предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 2, второй токоподводящий вывод 322 приварен к верхнему концу резистивной нагревательной катушки 320 и затем проникает в полость 311 резистивной нагревательной катушки 320 вниз, чтобы удобно для подключения и сборки с цепью 20. Для обеспечения изоляции второго токоподводящего вывода 322 от других частей резистивной нагревательной катушки 320 после проникновения, в предпочтительном варианте осуществления второй токоподводящий вывод 322 закрыт трубкой (которая условно не показана на рисунке) из изоляционного материала, такого как PEEK или PI.

В альтернативном варианте осуществления первый токоподводящий вывод 321 и второй токоподводящий вывод 322 изготовлены из материала с низким температурным коэффициентом сопротивления.Кроме того, резистивная нагревательная катушка 320 изготовлена из материала с относительно большим положительным или отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, так что во время использования цепь 20 может определять температурный коэффициент сопротивления резистивной нагревательной катушки 320 и таким образом получать температуру резистивной нагревательной катушки 320.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый токоподводящий вывод 321 и второй токоподводящий вывод 322 изготовлены из двух различных материалов термопары, таких как никель, нихром, никель-кремниевый сплав, хромель-копель, константан и феррохором. Затем между первым токоподводящим выводом 321 и вторым токоподводящим выводом 322 формируется термопара, которая может быть использована для определения температуры резистивной нагревательной катушки 320 и, таким образом, получения температуры резистивной нагревательной катушки 320.

Далее, на фиг. 7 представлена схема резистивной нагревательной катушки 320d согласно еще одному варианту осуществления; резистивная нагревательная катушка 320d включает в себя первую часть 3210d, расположенную ближе к первому концу, вторую часть 3230d, расположенную ближе ко второму концу, и третью часть 3220d, расположенную между первой частью 3210d и второй частью 3230d; при этом количество намоток или витков на единицу длины в третьей части 3220d катушки меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины в одной из первой части 3210d и второй части 3220d или в обеих частях.

В процессе осуществления, по сравнению с катушками с одинаковым количеством витков или плотностью намотки, тепло, которое может быть в основном сосредоточено в середине, может легче отводиться и рассеиваться к обоим концам, так что в конечном итоге температура каждой части резистивной нагревательной катушки 320d в осевом направлении при эксплуатации поддерживается по существу равномерной или близкой.

В альтернативном варианте осуществления поперечное сечение проволочного материала резистивной нагревательной катушки 320d может иметь прямоугольным, L-образным, как указано выше, или может быть в целом круглым.

Альтернативно, в другом дополнительном варианте осуществления резистивная нагревательная катушка 320d может включать другой участок, имеющий по крайней мере две различные плотности витков, или в форме, в которой плотность витков постепенно изменяется, так что распределение тепла резистивной нагревательной катушки 320d в работе может быть дополнительно отрегулировано или изменено.

Чтобы продемонстрировать преимущество вышеуказанного нагревателя 30 в нагревании изделия A, образующего аэрозоль, в одном варианте осуществления нагреватель 30 используется для нагревания изделия A, образующего аэрозоль, в соответствии с классической кривой нагрева и отслеживания количества аэрозоля, образующегося во время нагревания, то есть значения TPM. Количество аэрозоля представлено значением TPM (Total Particulate Matter, общее содержание твердых частиц), обычно используемым в данной области техники. В данном варианте осуществления на фиг. 8 представлена кривая нагрева изделия A, образующего аэрозоль, включающая:

стадию предварительного нагрева S1: температура нагревателя быстро повышается от комнатной температуры до первой заданной температуры T1 (около 365℃) с момента 0 до момента t1 (например, 20 с) для предварительного нагрева изделия A, образующего аэрозоль;

стадию охлаждения S2: нагреватель начинает охлаждаться от первой заданной температуры T1 с момента t1 до достижения второй заданной температуры T2 (около 330℃) в момент t2 (например, 35 с); и

стадию вдыхания S3: температура нагревателя поддерживается на уровне второй заданной температуры T2 (около 330℃) до момента t3 (например, 4 мин 15 с), и нагрев прекращается после завершения вдыхания.

Далее, значение TPM при каждом количестве вдыханий при нагревании изделия A, образующего аэрозоль, измеряется с помощью обычного спирального нагревателя с круглым поперечным сечением из проволочного материала (количество витков и материал такие же, как у резистивной нагревательной катушки 320 в варианте осуществления) в качестве сравнительного варианта. А именно:

На фиг. 9 показан результат сопоставления значений TPM, полученных при первом вдыхании шести изделий A, образующих аэрозоль, через автоматическое устройство для вдыхания примерно на 25-й секунде вышеприведенной кривой нагрева, как испытано в одном варианте осуществления. Как показано на фиг. 9, нагреватель 30, представленный в варианте осуществления, нагревает каждое из шести изделий A, образующих аэрозоль, и создает более высокое значение TPM во время первого вдыхания, чем в сравнительном варианте. Согласно результатам теста, показанным на фиг. 9, среднее значение TPM, создаваемое при первом вдыхании шести изделий A, образующих аэрозоль, испытанных с помощью нагревателя 30, представленного в варианте осуществления, составляет 3,68 мг, в то время как среднее значение TPM, создаваемое при первом вдыхании шести изделий A, образующих аэрозоль, испытанных в сравнительном варианте, составляет только 2,4 мг.

На фиг. 10 показан результат теста в одном варианте осуществления, в котором три изделия А, образующего аэрозоль, вдыхают по 9 раз с интервалом в 25 секунд до конца цикла кривой нагрева через автоматическое устройство для вдыхания, то есть результат сопоставления средних значений TPM, создаваемых во время девяти вдыханий каждого из трех изделий A, образующих аэрозоль. Как показано на фиг. 10, при многократном прерывистом вдыхании в течение полного цикла кривой нагрева среднее значение TPM, создаваемое при многократном вдыхании трех изделий A, образующих аэрозоль, испытанных с помощью нагревателя 30, представленного в варианте осуществления, составляет 4,33 мг, в то время как среднее значение TPM, создаваемое при многократном вдыхании трех изделий A, образующих аэрозоль, испытанных в сравнительном варианте, составляет только 3,36 мг.

Далее, в еще одном варианте осуществления четыре изделия A, образующего аэрозоль, вдыхают 13 раз с интервалом в 20 секунд через автоматическое устройство для вдыхания во время нагрева до окончания цикла нагрева. Результат сопоставления средних значений TPM, полученных в процессе теста во время первых девяти вдыханий в цикле нагрева, показан на фиг. 11, а результат сопоставления средних значений TPM, полученных в процессе теста во время последних четырех вдыханий в цикле нагрева, показан на фиг. 12. Как показано на фиг. 11, среднее значение TPM, генерируемое нагревателем, представленным в варианте осуществления, в течение первых девяти вдыханий, составляет 4,09 мг, в то время как среднее значение TPM, генерируемое нагревателем, представленным в сравнительном варианте, в течение первых девяти вдыханий, составляет только 3,33 мг. Как показано на фиг. 12, среднее значение TPM, генерируемое нагревателем, представленным в варианте осуществления, в течение последних четырех вдыханий, составляет 1,36 мг, при этом среднее значение TPM, генерируемое нагревателем, представленным в сравнительном варианте, в течение последних четырех вдыханий, составляет только 1,10 мг.

Следует отметить, что описание и прилагаемые чертежи настоящей заявки дают предпочтительные варианты осуществления настоящей заявки, но не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления настоящей заявки. Кроме того, специалистами в данной области техники могут быть сделаны модификации или изменения в соответствии с вышеприведенным описанием, и все такие модификации и изменения входят в объем защиты, определенный формулой настоящей заявки.

Группа изобретений относится к устройствам генерации аэрозоля. Устройство сконфигурировано для нагрева парообразующего изделия с целью получения аэрозоля для вдыхания и включает камеру, предназначенную для приема парообразующего изделия, нагреватель, сконструированный для нагрева изделия, образующего аэрозоль, находящегося в камере. Нагреватель включает оболочку, выполненную с возможностью по крайней мере частично продолжения в осевом направлении полости, и имеющую полое пространство, продолжающееся в осевом направлении, и нагревательную катушку, расположенную в полости и выполненную таким образом, чтобы простираться в осевом направлении оболочки, где проволочный материал нагревательной катушки имеет поперечное сечение, включающее в себя основную часть, причем длина основной части в осевом направлении нагревательной катушки больше, чем длина основной части в радиальном направлении нагревательной катушки. Уменьшаются потери энергии в резистивной нагревательной катушке, улучшается теплопередача. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для генерации пара, сконфигурированное для нагрева парообразующего изделия с целью получения аэрозоля для вдыхания, включающее в себя:

камеру, предназначенную для приема парообразующего изделия;

нагреватель, сконструированный для нагрева изделия, образующего аэрозоль, находящегося в камере; отличающееся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную с возможностью по крайней мере частично продолжения в осевом направлении полости и имеющую полое пространство, продолжающееся в осевом направлении; и

нагревательную катушку, расположенную в полости и выполненную таким образом, чтобы простираться в осевом направлении оболочки, где проволочный материал нагревательной катушки имеет поперечное сечение, включающее в себя основную часть, причем длина основной части в осевом направлении нагревательной катушки больше, чем длина основной части в радиальном направлении нагревательной катушки.

2. Устройство для генерации пара по п. 1, отличающееся тем, что основная часть образует все поперечное сечение проволочного материала.

3. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что основная часть имеет прямоугольную форму.

4. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагревательная катушка имеет от 6 до 20 намоток или витков.

5. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что длина основной части в осевом направлении нагревательной катушки составляет от 1 до 4 мм;

и/или длина основной части в радиальном направлении нагревательной катушки составляет от 0,1 до 1 мм.

6. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагреватель дополнительно включает в себя токоподводящие выводы для подачи питания на нагревательную катушку; причем токоподводящие выводы включают в себя:

первый токоподводящий вывод, соединенный с первым концом нагревательной катушки; и

второй токоподводящий вывод, соединенный со вторым концом нагревательной катушки и проникающий в нагревательную катушку от второго конца к первому концу.

7. Устройство для генерации пара по п. 6, отличающееся тем, что проволочный материал нагревательной катушки имеет положительный или отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что позволяет определять температуру нагревательной катушки путем определения сопротивления нагревательной катушки.

8. Устройство для генерации пара по п. 6, отличающееся тем, что первый токоподводящий вывод и второй токоподводящий вывод изготовлены из разных материалов, чтобы между первым токоподводящим выводом и вторым токоподводящим выводом была сформирована термопара для определения температуры нагревательной катушки.

9. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагреватель дополнительно включает в себя основание, через которое устройство для генерации пара удерживает нагреватель.

10. Устройство для генерации пара по п. 1, отличающееся тем, что поперечное сечение проволочного материала дополнительно включает в себя второстепенную часть и длина второстепенной части в радиальном направлении нагревательной катушки больше, чем длина второстепенной части в осевом направлении нагревательной катушки.

11. Устройство для генерации пара по п. 10, отличающееся тем, что второстепенная часть расположена ближе к центральной оси нагревательной катушки, чем основная часть.

12. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что в осевом направлении нагревательная катушка включает в себя первую часть, расположенную вблизи первого конца, вторую часть, расположенную вблизи второго конца, и третью часть, расположенную между первой частью и второй частью; где

в осевом направлении нагревательной катушки количество намоток или витков на единицу длины в третьей части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины в одной или обеих первой части и второй части.

13. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; где

в осевом направлении нагревательной катушки количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части.

14. Устройство для генерации пара по п. 1 или 2, отличающееся тем, что количество намоток или витков на единицу длины нагревательной катушки в осевом направлении постепенно изменяется.

15. Устройство для генерации пара, сконфигурированное для нагрева парообразующего изделия с целью получения аэрозоля для вдыхания, включающее в себя:

камеру, предназначенную для приема парообразующего изделия;

нагреватель, сконструированный для нагрева изделия, образующего аэрозоль, находящегося в камере, отличающееся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную с возможностью по крайней мере частично продолжения в осевом направлении полости и имеющую полое пространство, продолжающееся в осевом направлении; и

нагревательную катушку, расположенную в полости; нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; при этом количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части в осевом направлении нагревательной катушки.

16. Нагреватель для устройства для генерации пара, отличающийся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную в виде штифта или иголки; оболочка имеет полость, простирающуюся в осевом направлении;

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки и выполненную таким образом, чтобы простираться в осевом направлении оболочки, где проволочный материал нагревательной катушки имеет поперечное сечение, включающее в себя основную часть, причем длина основной части в осевом направлении нагревательной катушки больше, чем длина основной части в радиальном направлении нагревательной катушки.

17. Нагреватель для устройства для генерации пара, отличающийся тем, что нагреватель включает в себя:

оболочку, выполненную в виде штифта или иголки; оболочка имеет полость, простирающуюся в осевом направлении;

нагревательную катушку, расположенную в полости оболочки; нагревательная катушка включает в себя первую часть и вторую часть, расположенные в осевом направлении; при этом количество намоток или витков на единицу длины в первой части меньше, чем количество намоток или витков на единицу длины во второй части в осевом направлении нагревательной катушки.