АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2024 года по МПК A24F40/60 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к аэрозоль-генерирующему устройству.

Уровень техники

В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и т.п., сжигается табак для создания табачного дыма. Предпринимались попытки создания альтернативных средств, в которых генерирование вдыхаемой среды осуществляется без использования процесса сжигания. Примерами таких продуктов являются нагревательные устройства, в которых выделение веществ осуществляется за счет нагрева, но не сжигания материала. В качестве материала могут использоваться табачные или другие, нетабачные продукты, которые могут содержать, а могут и не содержать никотин.

Раскрытие сущности изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается аэрозоль-генерирующее устройство, содержащее:

один или более светоизлучающих диодов (СИД) и

внешний элемент, расположенный над одним или более СИД, причем внешний элемент имеет множество отверстий, видимых снаружи аэрозоль-генерирующего устройства.

Дополнительные отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием предпочтительных вариантов его осуществления, приводимых исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид спереди примера аэрозоль-генерирующего устройства;

на фиг. 2 – вид спереди аэрозоль-генерирующего устройства, показанного на фиг. 1, с удаленной наружной оболочкой;

на фиг. 3 – вид в разрезе аэрозоль-генерирующего устройства, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 – аэрозоль-генерирующее устройство, показанное на фиг. 2, в разобранном виде;

на фиг. 5a – вид в разрезе нагревательного блока аэрозоль-генерирующего устройства;

на фиг. 5b – увеличенный вид участка нагревательного блока, показанного на фиг. 5a;

на фиг. 6 – вид спереди устройства;

на фиг. 7 – вид в перспективе корпуса устройства;

на фиг. 8 – вид в перспективе устройства без корпуса;

на фиг. 9 – вид в перспективе СИД, установленных в устройстве;

на фиг. 10 – внешний элемент, имеющий множество отверстий; и

на фиг. 11 – компоненты устройства, расположенные над СИД.

Осуществление изобретения

Используемый в настоящем описании термин "аэрозолеобразующий материал" служит для обозначения материалов, обеспечивающих создание испаренных компонентов при нагревании, как правило, в форме аэрозоля. Аэрозолеобразующий материал включает в себя любой табакосодержащий материал и может, например, содержать один или более из следующих компонентов, а именно: табак, производные табака, экспандированный табак, восстановленный табак или заменители табака. Кроме того, аэрозолеобразующий материал может включать в себя и другие, не табачные продукты, которые, в зависимости от типа продукта, могут содержать или не содержать никотин. Аэрозолеобразующий материал, например, может представлять собой вещество в виде твердого тела, жидкости, геля, пасты и т.п. Кроме того, аэрозолеобразующий материал может представлять собой, например, сочетание или смесь различных материалов. Аэрозолеобразующий материал называют также "курительным материалом".

Известно устройство, которое нагревает аэрозолеобразующий материал с целью испарения по меньшей мере одного компонента аэрозолеобразующего материала, как правило, для формирования аэрозоля, который может вдыхать пользователь, без сжигания аэрозолеобразующего материала. Такое устройство иногда называют "аэрозоль-генерирующим устройством", "устройством предоставления аэрозоля", "устройством нагрева без сжигания", "устройством нагрева табачного продукта" или "табаконагревательным устройством" и т.п. Аналогично, в настоящее время на рынке имеются так называемые электронные сигареты, в которых, как правило, осуществляется процесс испарения аэрозолеобразующего материала в форме жидкости, которая может содержать, а может и не содержать никотин. Аэрозолеобразующий материал может использоваться в виде стержня, картриджа, кассеты и т. п или может быть их частью, вставляемой в устройство. Нагреватель для нагрева и испарения аэрозолеобразующего материала может быть предусмотрен в виде "неотъемлемой" части устройства.

Аэрозоль-генерирующее устройство может быть выполнено с возможностью вставки в него изделия, содержащего аэрозолеобразующий материал для нагрева. Термин "изделие" в контексте настоящего изобретения является компонентом, включающим в себя или содержащим аэрозолеобразующий материал, нагреваемый во время работы с целью испарения, а также, при необходимости, другие компоненты. Пользователь может вставлять данное изделие в аэрозоль-генерирующее устройство до нагрева с целью формирования аэрозоля, впоследствии вдыхаемого пользователем. Указанное изделие может иметь, например, заданный или конкретный размер, обеспечивающий возможность его вставки в нагревательную камеру устройства, выполненную с возможностью приема указанного изделия.

Первый аспект настоящего изобретения относится к аэрозоль-генерирующему устройству, содержащему один или более светоизлучающих диодов (СИД) и внешний элемент, расположенный над одним или более СИД. Внешний элемент имеет множество отверстий, видимых снаружи аэрозоль-генерирующего устройства. Электромагнитное излучение (например, в виде видимого света) может проходить через множество отверстий, и пользователь может его видеть. По меньшей мере часть внешнего элемента может образовывать внешнюю поверхность устройства.

Было обнаружено, что множество отверстий позволяет видеть поступающий от СИД свет под различными углами в широком диапазоне углов. В возможном варианте осуществления изобретения множество отверстий выполнены в виде щелей. Щель представляет собой отверстие, длина которого больше его ширины. Например, щель может быть выполнена в виде удлиненного узкого отверстия или прорези. Щель увеличивает угол обзора СИД по сравнению с отверстием круглой или квадратной формы такой же площади, т.е. без необходимости увеличивать площадь отверстия. Множество отверстий могут иметь удлиненную форму. Множество отверстий могут иметь прямоугольную форму (например, с закругленными углами), эллиптическую, волнообразную или извилистую форму.

Внешний элемент может быть выполнен в форме диска. Например, внешний элемент может иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму. Внешний элемент может быть практически плоским и, следовательно, образовывать плоскость или может образовывать криволинейную поверхность.

В возможном варианте осуществления изобретения внешний элемент выполнен из алюминия. Алюминий является легким металлом, и его легко обрабатывать для формирования множества отверстий.

В некоторых вариантах осуществления изобретения аэрозоль-генерирующее устройство содержит корпус, такой как наружная оболочка/футляр. Корпус может иметь отверстие, при этом устройство может содержать пользовательское устройство ввода, установленное в этом отверстии. Пользовательское устройство ввода может быть выполнено с возможностью получения входного пользовательского сигнала для управления устройством. Внешний элемент может быть расположен в отверстии, так что свет от одного или более СИД может проходить через вышеуказанное множество отверстий и указанное отверстие. Пользователь может воздействовать на пользовательское устройство ввода для включения и выключения устройства, настройки параметров устройства и/или выбора определенных режимов нагрева.

В качестве СИД могут использоваться квантово-точечные СИД. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или более СИД могут быть заменены другими устройствами излучения видимого света. В более общем случае СИД могут быть заменены одним или более источниками света, источниками видимого света, полупроводниковыми источниками света или блоками излучения видимого света.

Внешний элемент может иметь высоту/толщину, измеряемую в направлении от внешней поверхности устройства к СИД. Толщина внешнего элемента может измеряться, например, в направлении, перпендикулярном продольной оси устройства. В возможном варианте осуществления изобретения толщина внешнего элемента составляет приблизительно менее 2 мм, например менее 1 мм или менее приблизительно 0,5 мм. Предпочтительно, толщина внешнего элемента составляет приблизительно от 0,2 до 0,5 мм, например приблизительно от 0,22 до 0,3 мм. Указанный диапазон значений толщины внешнего элемента обеспечивает одновременно как увеличение угла обзора СИД (за счет уменьшения толщины внешнего элемента), так и достаточную прочность внешнего элемента (благодаря достаточной толщине внешнего элемента).

Было обнаружено, что когда толщина внешнего элемента составляет приблизительно 0,3 мм (±0,03 мм), его легче изготовить (например, путем химического травления). Иногда, если толщина внешнего элемента больше 0,3 мм, сформировать множество отверстий во внешнем элементе путем химического травления бывает трудно.

В некоторых вариантах осуществления изобретения внешний элемент и множество отверстий изготовляются посредством химического травления.

Предпочтительно, толщина внешнего элемента составляет больше приблизительно 0,22 мм. Было обнаружено, что когда толщина внешнего элемента больше, это может предотвратить или уменьшить деформацию внешнего элемента при нажатии.

Предпочтительно, толщина внешнего элемента составляет приблизительно от 0,22 мм до приблизительно 0,3 мм. Это обеспечивает одновременное выполнение обоих вышеуказанных требований.

Толщина внешнего элемента может быть его средней толщиной. Множество отверстий имеют глубину, которая равна толщине внешнего элемента. Лучи света, которые направлены перпендикулярно внешнему элементу, проходят через отверстия, проходя расстояние, равное толщине внешнего элемента.

Длина множества отверстий может составлять приблизительно менее 2 мм. Длина отверстия измеряется в направлении по внешней поверхности внешнего элемента. Таким образом, длина множества отверстий измеряется в направлении, перпендикулярном толщине внешнего элемента. Как было указано выше, множество отверстий могут быть выполнены в виде щели, длина которой больше ее ширины. Предпочтительно, длина множества отверстий составляет приблизительно менее 1 мм, например от приблизительно 0,9 мм до приблизительно 1 мм. Такая длина множества отверстий обеспечивает широкий угол обзора, не уменьшая при этом прочность конструкции внешнего элемента.

Ширина множества отверстий может составлять приблизительно менее 0,5 мм. Ширина отверстия измеряется в направлении по внешней поверхности аэрозоль-генерирующего устройства (или по внешней поверхности внешнего элемента). Таким образом, ширина множества отверстий измеряется в направлении, перпендикулярном толщине внешнего элемента. Как было указано выше, множество отверстий могут быть выполнены в виде щели, длина которой больше ее ширины. Таким образом, ширина множества отверстий может измеряться в направлении, перпендикулярном длине внешнего элемента. Предпочтительно, ширина множества отверстий составляет приблизительно менее 0,5 мм, например приблизительно 0,3 мм. Отверстие с вышеуказанными размерами обеспечивает широкий угол обзора, сохраняя при этом относительно небольшую площадь отверстия, что предотвращает скапливание грязи и жидкости в отверстии.

В некоторых вариантах осуществления изобретения ширина отверстий больше или равна толщине внешнего элемента. Было обнаружено, что это позволяет создавать отверстия с относительно гладкими боковыми стенками. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения внешний элемент содержит красочное покрытие (такое как "мягкое на ощупь" красочное покрытие). Было обнаружено, что когда ширина отверстий больше приблизительно 0,3 мм, меньше вероятность забивания отверстий краской. Уменьшение забивания отверстий краской обеспечивает более равномерный и более яркий свет.

Внешний элемент может быть расположен над СИД на расстоянии от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 5 мм, или от приблизительно 2 мм до приблизительно 3 мм, например от приблизительно 2 мм до приблизительно 2,5 мм. Таким образом, внешняя поверхность внешнего элемента может быть расположена на вышеуказанном расстоянии от внешней поверхности СИД. Внешней поверхностью СИД считается его поверхность, наиболее близко расположенная к внешнему элементу. Указанные выше размеры обеспечивают как увеличение угла обзора света (за счет расположения СИД ближе к внешнему элементу), так и рассеивание поступающего от СИД света в каждом из отверстий (благодаря тому, что СИД расположены дальше от внешнего элемента).

В некоторых вариантах осуществления изобретения множество отверстий выполнены в виде щелей, при этом угол между прямой, определяющей длину каждой из щелей, и радиусом внешнего элемента, составляет менее чем приблизительно 45°. Радиус внешнего элемента и самый длинный размер щели пересекаются в конце щели. Самый длинный размер щели является ее длиной. Предпочтительно, вышеуказанный угол составляет менее приблизительно 30°. Щели расположены таким образом, что самый длинный размер проходит в целом от центра внешнего элемента, тем самым увеличивая угол обзора СИД. Внешний элемент может иметь, например, круглую форму. В частном варианте осуществления изобретения указанный угол равен приблизительно 0°, так что щели радиально выровнены, т.е. расположены параллельно радиусу внешнего элемента. Таким образом, каждая из щелей может отходить от общего центра на внешнем элементе.

Множество отверстий могут быть расположены ближе к периферии внешнего элемента. Иными словами, отверстия могут быть расположены ближе к внешней кромке внешнего элемента, чем к центру внешнего элемента. Это позволяет пользователю видеть свет от СИД даже при нажатии на внешний элемент или при его касании. Например, пользователь может воздействовать на пользовательское устройство ввода. Пользовательское устройство ввода может быть расположено ниже центра или ближе к центру внешнего элемента.

Множество отверстий могут быть равномерно распределены по периметру внешнего элемента. Множество отверстий может включать в себя 36 отверстий. Отверстия могут быть расположены под углом приблизительно 10° друг к другу.

Устройство может дополнительно содержать адгезив, расположенный между одним или более СИД и внешним элементом. Например, адгезив может представлять собой адгезивный слой. Адгезивный слой может обеспечивать приклеивание внешнего элемента к устройству и, кроме того, может обеспечивать рассеивание/смягчение света, излучаемого СИД. Это может обеспечивать более равномерное распределение света по отверстиям, устраняя вероятность того, что некоторые отверстия будут светиться ярче, чем другие. Следовательно, адгезив может быть полупрозрачным.

В возможном варианте осуществления изобретения адгезив представляет собой клеевое соединение, включающее в себя два или более адгезивных слоя. В возможном варианте осуществления изобретения клеевое соединение дополнительно содержит один или более слоев пластика, такого как полиэтилентерефталат (ПЭТ). В возможном варианте осуществления изобретения клеевое соединение содержит слой пластика, расположенный между двумя слоями адгезива. Адгезив приклеивается к пластику. Слой пластика может в качестве альтернативы или дополнительно рассеивать/смягчать свет.

В возможном варианте осуществления изобретения толщина слоя пластика составляет менее приблизительно 0,05 мм, например приблизительно 0,03 мм, а толщина каждого из двух слоев адгезива составляет менее приблизительно 0,05 мм, например менее приблизительно 0,04 мм. В возможном варианте осуществления изобретения толщина адгезивного слоя составляет приблизительно 0,1 мм, например приблизительно 0,105 мм.

Адгезивный слой может быть нанесен на обе стороны слоя пластика, причем эти адгезионные слои могут иметь разную клеящую способность. Например, адгезивный слой с одной стороны может иметь более высокую клеящую способность или может быть оптимизирован для склеивания материалов, отличающихся от материалов, для которых предназначен адгезив на другой стороне. Предпочтительно, клеевое соединение включает в себя слой силиконового клея на одной стороне слоя ПЭТ и слой акрилового клея на другой стороне слоя ПЭТ. Такое клеевое соединение коммерчески доступно как Tesa® 61532 от компании Tesa SE. Было обнаружено, что это клеевое соединение обладает достаточной прочностью для предотвращения отсоединения внешнего элемента.

Устройство может дополнительно содержать светоформирующий элемент, расположенный между одним или более СИД и адгезивом (или клеевым соединением). Светоформирующий элемент может содержать один или более световодов, направляющих свет через светоформирующий элемент для формирования конкретного узора или рисунка. Светоформирующий элемент может содержать непрозрачные области, выполненные с возможностью блокирования части поступающего от СИД света. Светоформирующий элемент может содержать прозрачные или полупрозрачные области, сквозь которые может проходить свет. В качестве альтернативны светоформирующий элемент может иметь отверстия, через которые может проходить свет. Светоформирующий элемент, содержащий непрозрачные области и прозрачные или полупрозрачные области, может быть более прочным, чем светоформирующий элемент с отверстиями. Полупрозрачные области могут также дополнительно рассеивать/смягчать свет.

В некоторых вариантах осуществления изобретения светоформирующий элемент сформирован в виде двух или более компонентов, спрессованных друг с другом. Например, непрозрачные и прозрачные/полупрозрачные области могут быть созданы из двух спрессованных друг с другом компонентов.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения светоформирующий элемент содержит непрозрачную область, проходящую по периферии (периметру, окружности) светоформирующего элемента. Это устраняет возможность просачивания света по периферии внешнего элемента. Непрозрачная область может быть выполнена в виде внешнего кольца.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения непрозрачная область имеет черный или темно-серый цвет.

В возможном варианте осуществления изобретения непрозрачная область имеет крестовидную форму.

В возможном варианте осуществления изобретения устройство содержит четыре СИД, каждый из которых расположен между соседними непрозрачными областями, так что свет от СИД распределяется по четырем квадрантам. Непрозрачные области предотвращают просачивание света из одного квадранта в другой.

Светоформирующий элемент может содержать пластик, например поликарбонат. Поликарбонаты обладают высокой прочностью и могут быть сделаны оптически прозрачными/полупрозрачными. В возможном варианте осуществления изобретения используется поликарбонат Lexan™.

Устройство может содержать уплотнительный элемент, расположенный между светоформирующим элементом и множеством СИД. В качестве уплотнительного элемента может использоваться, например, прокладка. Уплотнительный элемент предотвращает попадание жидкости и/или пыли внутрь устройства.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к пользовательскому интерфейсу для аэрозоль-генерирующего устройства, содержащему:

один или более светоизлучающих диодов (СИД) и

внешний элемент, расположенный над одним или более СИД, причем внешний элемент имеет множество отверстий, видимых снаружи аэрозоль-генерирующего устройства.

Пользовательский интерфейс может содержать любой из компонентов, описанных выше при рассмотрении аэрозоль-генерирующего устройства, или все эти компоненты.

Предпочтительно, указанное устройство представляет собой табаконагревательное устройство, называемое также устройством нагрева без сжигания.

На фиг. 1 представлен возможный вариант выполнения аэрозоль-генерирующего устройства 100, служащего для генерирования аэрозоля из аэрозолеобразующей среды/материала. В принципе, устройство 100 может использоваться для нагревания заменяемого элемента, содержащего аэрозолеобразующую среду, с целью генерирования аэрозоля или какой-либо другой вдыхаемой среды, которая вдыхается пользователем устройства 100.

Устройство 100 содержит корпус 102 (в виде наружной оболочки), окружающий и вмещающий в себя различные компоненты устройства 100. На одном из своих концов устройство 100 имеет отверстие 104, через которое в него может вставляться изделие 110 для нагревания с помощью нагревательного блока. Во время работы изделие 110 может быть полностью или частично вставленным в нагревательный блок, в котором оно может нагреваться одним или более компонентами нагревательного блока.

Устройство 100 в рассматриваемом варианте осуществления изобретения содержит первый концевой элемент 106, содержащий крышку 108, выполненную с возможностью перемещения относительно первого концевого элемента 106 для закрывания отверстия 104, когда изделие 110 не вставлено. На фиг. 1 крышка 108 изображена в открытом положении, однако крышка 108 может перемещаться в закрытое положение. Например, пользователь может сдвигать крышку 108 в направлении по стрелке "A".

Устройство 100 может включать в себя также активируемый пользователем управляющий элемент 112, который может содержать кнопку или переключатель и при нажатии на который устройство 100 включается. Например, пользователь может производить включение устройства 100 с помощью управляющего элемента 112.

Устройство 100 может также содержать электрический соединитель/компонент, такой как гнездо/вход 114, в который может вставляться кабель для зарядки аккумулятора устройства 100. Например, гнездо 114 может представлять собой зарядное гнездо, такое как зарядное гнездо USB. В некоторых вариантах осуществления изобретения в качестве альтернативы или дополнительно гнездо 114 может быть использовано для передачи данных между устройством 100 и другим устройством, таким как компьютер.

На фиг. 2 представлено устройство 100, показанное на фиг. 1, с удаленной наружной оболочкой 102 и без изделия 110. Устройство 100 имеет продольную ось 134.

Как показано на фиг. 2, на одном конце устройства 100 расположен первый концевой элемент 106, а на другом конце устройства 100 расположен второй концевой элемент 116. Первый и второй концевые элементы 106, 116 вместе по меньшей мере частично образуют торцевые поверхности устройства 100. Например, нижняя поверхность второго концевого элемента 116 по меньшей мере частично образует нижнюю поверхность устройства 100. Кромки наружной оболочки 102 также могут образовывать части концевых поверхностей. В рассматриваемом примере крышка 108 также образует часть верхней поверхности устройства 100.

Ближний к отверстию 104 конец устройства называют также ближним концом (или мундштучным концом) устройства 100, поскольку во время работы он ближе остальных элементов расположен ко рту пользователя. Во время работы пользователь вставляет изделие 110 в отверстие 104, активирует пользовательский управляющий элемент 112 для включения нагревания аэрозолеобразующего материала и производит затяжку аэрозолем, генерируемым в устройстве. В результате этого аэрозоль протекает через устройство 100 по пути прохождения аэрозоля к ближнему концу устройства 100.

Другой конец устройства, расположенный дальше от отверстия 104, называют также дальним концом устройства 100, поскольку во время работы этот конец находится дальше всех остальных элементов от рта пользователя. Пользователь втягивает аэрозоль, генерируемый в устройстве, и поток аэрозоля протекает в направлении от дальнего конца устройства 100.

Кроме того, устройство 100 содержит источник 118 питания. В качестве источника 118 питания может использоваться, например, батарея, которая может представлять собой аккумуляторную батарею или неперезаряжаемую батарею. Примерами подходящих батарей являются, например, литиевая батарея (такая как ионно-литиевая батарея), никелевая батарея (такая как никель-кадмиевая батарея) и щелочная батарея. Батарея электрически соединена с нагревательным блоком для подачи электроэнергии, когда это необходимо, и управляется контроллером (не показан) для нагрева аэрозолеобразующего материала. В рассматриваемом примере батарея прикреплена к центральной опоре 120, которая удерживает батарею 118 на месте. Центральная опора 120 также называется опорой для батареи или держателем батареи.

Устройство дополнительно содержит по меньшей мере один электронный модуль 122. Электронный модуль 122 может содержать, например, печатную плату (ПП). ПП 122 может поддерживать по меньшей мере один контроллер, такой как процессор, и запоминающее устройство. ПП 122 может также содержать один или более печатных проводников, служащих для электрического соединения различных электронных компонентов устройства 100. Например, выводы аккумулятора могут быть электрически соединены с ПП 122 для подачи питания на устройство 100. Разъем 114 также может быть электрически соединен с аккумулятором через печатные проводники.

В рассматриваемом варианте выполнения устройства 100 нагревательный блок представляет собой индукционный нагревательный блок и содержит различные компоненты для нагрева аэрозолеобразующего материала изделия 110 посредством индукционного нагрева. Индукционный нагрев является процессом нагревания электропроводного объекта (такого как токоприемник) посредством электромагнитной индукции. Узел индукционного нагрева может содержать индуктивный элемент, например одну или более индукционных обмоток, и устройство для обеспечения прохождения изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через индуктивный элемент. Проходящий через индуктивный элемент изменяющийся электрический ток создает в нем изменяющееся магнитное поле. Изменяющееся магнитное поле проникает в токоприемник, соответствующим образом расположенный относительно индуктивного элемента, генерируя вихревые токи внутри токоприемника. Токоприемник обладает электрическим сопротивлением вихревым токам, и, таким образом, поток вихревых токов, преодолевающих вышеупомянутое электрическое сопротивление, заставляет токоприемник нагреваться за счет джоулевой теплоты. В случаях, когда токоприемник содержит ферромагнитный материал, такой как железо, никель или кобальт, тепло также может генерироваться за счет потерь от магнитного гистерезиса в токоприемнике, т.е. за счет изменения ориентации магнитных диполей в магнитном материале в результате их выравнивания с изменяющимся магнитным полем. При индукционном нагреве, по сравнению, например, с нагревом за счет теплопроводности, тепло генерируется внутри токоприемника, в результате чего обеспечивается быстрый нагрев. Кроме того, в этом случае не требуется какого-либо физического контакта между индукционным нагревателем и токоприемником, что расширяет возможности при разработке конструкции и применении.

Узел индукционного нагрева устройства 100 в рассматриваемом варианте осуществления изобретения содержит токоприемное устройство 132 (далее называемое "токоприемником"), первую индукционную обмотку 124 и вторую индукционную обмотку 126. Первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 выполнены из электропроводного материала. В рассматриваемом примере первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 выполнены из высокочастотного обмоточного провода/кабеля, намотанного в форме спирали для создания спиральных индукционных обмоток 124, 126. Высокочастотный обмоточный провод содержит множество отдельно изолированных проволок, скрученных вместе и образующих единый провод. Высокочастотные обмоточные провода служат для уменьшения потерь на скин-эффект в проводнике. В рассматриваемом варианте выполнения устройства 100 первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 выполнены из медного высокочастотного обмоточного провода с поперечным сечением прямоугольной формы. В других вариантах осуществления изобретения высокочастотный обмоточный провод может иметь другие формы поперечного сечения, например круглую.

Первая индукционная обмотка 124 выполнена с возможностью создания первого изменяющегося магнитного поля для нагрева первой секции токоприемника 132, а вторая индукционная обмотка 126 выполнена с возможностью создания второго изменяющегося магнитного поля для нагрева второй секции токоприемника 132. В рассматриваемом примере первая индукционная обмотка 124 расположена рядом со второй индукционной обмоткой 126 в направлении вдоль продольной оси 134 устройства 100 (т.е. первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 не перекрываются). Токоприемное устройство 132 может содержать один токоприемник или два или более токоприемников. Концы 130 первой и второй индукционных обмоток 124, 126 могут быть соединены с ПП 122.

Следует иметь в виду, что в некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 могут отличаться друг от друга по меньшей мере по одной из своих характеристик. Например, первая индукционная обмотка 124 может иметь по меньшей мере одну характеристику, отличающуюся от характеристики второй индукционной обмотки 126. Более конкретно, в одном из возможных вариантов осуществления изобретения первая индукционная обмотка 124 может иметь значение индуктивности, отличающееся от индуктивности второй индукционной обмотки 126. Как показано на фиг. 2, первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 имеют разную длину, так что первая индукционная обмотка 124 обмотана вокруг меньшей части токоприемника 132, чем вторая индукционная обмотка 126. Таким образом, количество витков первой индукционной обмотки 124 может отличаться от количества витков второй индукционной обмотки 126 (при условии, что расстояние между отдельными витками является практически одинаковым). В еще одном примере первая индукционная обмотка 124 может быть выполнена из материала, отличающегося от материала второй индукционной обмотки 126. В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 могут быть практически одинаковыми.

В рассматриваемом примере первая индукционная обмотка 124 и вторая индукционная обмотка 126 намотаны в противоположных направлениях. Это может быть полезно в случае, когда индукционные обмотки активируются в разные моменты времени. Например, сначала может работать первая индукционная обмотка 124 для нагрева первой части изделия 110, а позднее может включаться вторая индукционная обмотка 126 для нагрева второй части изделия 110. Намотка витков в противоположных направлениях помогает уменьшить ток, индуцируемый в неработающей обмотке, при использовании со схемой управления определенного типа. Как показано на фиг. 2, первая индукционная обмотка 124 представляет собой спираль с правой намоткой, а вторая индукционная обмотка 126 представляет собой спираль с левой намоткой. Однако в других вариантах осуществления изобретения индукционные обмотки 124, 126 могут быть намотанными в одном направлении, или первая индукционная обмотка 124 может быть спиралью с левой намоткой, а вторая индукционная обмотка 126 может быть спиралью с правой намоткой.

Токоприемник 132 в данном варианте осуществления изобретения является полым элементом и, таким образом, представляет собой приемник, в который вставляется аэрозолеобразующий материал. Например, в токоприемник 132 может вставляться изделие 110. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения токоприемник 120 имеет трубчатую форму с круглым поперечным сечением.

Показанное на фиг. 2 устройство 100 дополнительно содержит изоляционный элемент 128, который может иметь в целом трубчатую форму и по меньшей мере частично окружать токоприемник 132. Изоляционный элемент 128 может быть выполнен из любого изоляционного материала, например из пластика. В данном частном варианте осуществления изобретения изоляционный элемент выполнен из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК). Изоляционный элемент 128 может помогать изолировать различные компоненты устройства 100 от тепла, генерируемого в токоприемнике 132.

Изоляционный элемент 128 может также полностью или частично поддерживать первую и вторую индукционные обмотки 124, 126. Например, как показано на фиг. 2, первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 расположены вокруг изоляционного элемента 128 и контактируют с радиально внешней поверхностью изоляционного элемента 128. В некоторых вариантах осуществления изобретения изоляционный элемент 128 не упирается в первую и вторую индукционные обмотки 124, 126. Например, может быть небольшой зазор между внешней поверхностью изоляционного элемента 128 и внутренней поверхностью первой и второй индукционных обмоток 124, 126.

В частном варианте осуществления изобретения токоприемник 132, изоляционный элемент 128, а также первая и вторая индукционные обмотки 124, 126 расположены коаксиально относительно центральной продольной оси токоприемника 132.

На фиг. 3 приведен вид сбоку в частичном разрезе устройства 100. В данном примере присутствует наружная оболочка 102. Здесь более четко видна прямоугольная форма поперечного сечения первой и второй индукционных обмоток 124, 126.

Устройство 100 дополнительно содержит основание 136, соединенное с одним концом токоприемника 132 и служащее для фиксации токоприемника 132 на месте. Основание 136 соединено со вторым концевым элементом 116.

Устройство может также дополнительно содержать вторую печатную плату 138, связанную с управляющим элементом 112.

Устройство 100 дополнительно содержит вторую крышку/колпачок 140 и пружину 142, расположенные рядом с дальним концом устройства 100. Пружина 142 обеспечивает открывание второй крышки 140 для обеспечения доступа к токоприемнику 132. Пользователь может открывать вторую крышку 140, чтобы очистить токоприемник 132 и/или основание 136.

Устройство 100 дополнительно содержит расширительную камеру 144, которая продолжается от ближнего конца токоприемника 132 до отверстия 104 устройства. По меньшей мере частично внутри расширительной камеры 144 расположен удерживающий зажим 146, упирающийся в изделие 110 и удерживающий его, когда изделие 110 вставлено в устройство 100. Расширительная камера 144 соединена с концевым элементом 106.

На фиг. 4 приведено изображение устройства 100, показанного на фиг. 1, в разобранном виде, без наружной оболочки 102.

На фиг. 5A показан вид в поперечном разрезе участка устройства 100, показанного на фиг. 1. На фиг. 5b изображена область, показанная на фиг. 5A, в увеличенном масштабе. На фиг. 5A и 5B показано вставленное в токоприемник 132 изделие 110, размер которого выбран таким образом, что внешняя поверхность изделия 110 плотно прилегает к внутренней поверхности токоприемника 132. За счет этого обеспечивается наиболее эффективное нагревание. Изделие 110 в рассматриваемом варианте осуществления изобретения представляет собой аэрозолеобразующий материал 110a. Этот аэрозолеобразующий материал 110a вставляется внутрь токоприемника 132. Изделие 110 может также содержать и другие компоненты, такие как фильтр, оберточные материалы и/или охлаждающая конструкция.

Как видно из фиг. 5B, внешняя поверхность токоприемника 132 отделена от внутренней поверхности индукционных обмоток 124, 126 расстоянием 150, замеренным в направлении, перпендикулярном продольной оси 158 токоприемника 132. В частном варианте осуществления изобретения расстояние 150 может составлять приблизительно от 3 до 4 мм, приблизительно от 3 до 3,5 мм или приблизительно 3,25 мм.

На фиг. 5B показано также, что внешняя поверхность изоляционного элемента 128 отделена от внутренней поверхности индукционных обмоток 124, 126 расстоянием 152, замеренным в направлении, перпендикулярном продольной оси 158 токоприемника 132. В частном варианте осуществления изобретения расстояние 152 составляет приблизительно 0,05 мм. В другом возможном варианте осуществления изобретения расстояние 152 практически равно 0 мм, так что индукционные обмотки 124, 126 касаются изоляционного элемента 128 и плотно прилегают к нему.

В возможном варианте осуществления изобретения толщина стенки 154 токоприемника 132 составляет приблизительно от 0,025 до 1 мм или приблизительно 0,05 мм.

В возможном варианте осуществления изобретения длина токоприемника 132 составляет приблизительно от 40 до 60 мм, приблизительно от 40 до 45 мм или приблизительно 44,5 мм.

В возможном варианте осуществления изобретения толщина стенки 156 изоляционного элемента 128 составляет приблизительно от 0,25 до 2 мм, приблизительно от 0,25 до 1 мм или приблизительно 0,5 мм.

На фиг. 6 показан вид спереди устройства 100. Как было указано выше, устройство может содержать управляющий элемент. В некоторых вариантах осуществления изобретения пользователь может активировать управляющий элемент для управления устройством 100. В других вариантах осуществления изобретения управляющий элемент выполняет функцию средства, указывающего пользователю на возникновение одного или более событий.

Управляющий элемент может содержать множество компонентов, таких как один или более светоизлучающих диодов (СИД) и внешний элемент 202, расположенный над одним или более СИД (т.е. перед ними). Внешний элемент 202 является самым наружным компонентом управляющего элемента. Пользователь может нажимать на внешний элемент 202, чтобы взаимодействовать с устройством 100. Как будет более подробно описано ниже, внешний элемент 202 имеет множество отверстий 204, через которые может проходить свет от СИД. В данном варианте осуществления изобретения внешний элемент 202 является круглым, но в других вариантах осуществления изобретения он может иметь и другие формы.

На фиг. 7 показан корпус 102 (называемый также наружной оболочкой) устройства 100. В корпусе выполнено отверстие 206. Внешний элемент (не показан на фиг. 7) может быть установлен в данном отверстии 206. Например, внешний элемент может быть установлен заподлицо с внешней поверхностью корпуса 102, или может немного выступать, или может быть утопленным относительно внешней поверхности корпуса 102.

На фиг. 8 показано устройство 100 без корпуса 102. В рассматриваемом примере внешний элемент 202 приклеен к светоформирующему элементу 210 с помощью адгезивного слоя 208. Адгезив адгезивного слоя 208 может частично или полностью закрывать внутреннюю поверхность внешнего элемента 202. Вокруг светоформирующего элемента 210 расположен уплотнительный элемент 212. Светоформирующий элемент 210 и уплотнительный элемент 212 более подробно описаны ниже.

На фиг. 9 показано устройство 100 с удаленными внешним элементом 202, светоформирующим элементом 210 и уплотнительным элементом 212. Устройство 100 содержит четыре СИД 214, хотя в других вариантах осуществления изобретения устройство 100 может содержать другое количество СИД, например один СИД или более СИД 214. СИД 214 установлены под внешним элементом 202 таким образом, что свет проходит от СИД 214 через множество отверстий 204, выполненных во внешнем элементе 202. Таким образом, свет проходит также сквозь светоформирующий элемент 210 и адгезивный слой 208. Между СИД 214 и внешним элементом 2092 могут быть установлены один или более дополнительных компонентов.

СИД 214 выполнены с возможностью испускания электромагнитного излучения, такого как видимый свет, для обеспечения индикации для пользователя. В возможном варианте осуществления изобретения СИД 214 излучают свет, чтобы показать, когда устройство 100 готово к работе. СИД 214 могут также излучать свет, чтобы показать, что нагревательный блок готовится закончить или уже закончил нагревание. СИД 214 могут работать синхронно или отдельно друг от друга. Свет от каждого СИД 214 может проходить через все или некоторые из отверстий 204, выполненных во внешнем элементе 202.

В примере, показанном на фиг. 9, СИД 214 расположены вокруг пользовательского устройства 216 ввода, выполненного с возможностью приема/обнаружения входных сигналов от пользователя. Например, пользователь может нажимать или иным образом воздействовать на внешний элемент 202, что, в свою очередь, обнаруживается пользовательским устройством 216 ввода. Пользовательское устройство 216 ввода может быть выполнено в виде кнопки или переключателя, который приводится в действие, когда пользователь прикладывает усилие к внешнему элементу 202. В другом возможном варианте осуществления изобретения пользовательское устройство 216 ввода и внешний элемент 202 могут быть частью емкостного датчика, который определяет, когда пользователь касается внешнего элемента 202. В некоторых вариантах осуществления изобретения пользовательское устройство 216 ввода не установлено, так что СИД 214 выполняют только функцию индикации определенных событий для пользователя.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения внешний элемент 202 расположен над одним или более СИД 214 на расстоянии приблизительно 2,3 мм. Это расстояние измеряется в направлении, перпендикулярном плоскости внешнего элемента 202.

На фиг. 10 представлен вид спереди внешнего элемента 202. Как было указано выше, внешний элемент 202 имеет множество отверстий 204. В рассматриваемом примере каждое из отверстий 204 выполнено в виде щели длиной 216 и шириной 214. Длина и ширина каждого из отверстий 204 измеряется по плоскости внешней поверхности внешнего элемента 202. Отверстия 204 имеют также глубину, которая равна толщине 228 внешнего элемента 202 (см. фиг. 11). Как видно из фиг. 10, толщина внешнего элемента 202 и, следовательно, глубина каждого из отверстий 204, замеряется в направлении, перпендикулярном плоскости внешнего элемента 202. На фиг. 10 толщина внешнего элемента 202 измеряется в направлении, перпендикулярном плоскости листа бумаги, на котором приведен данный чертеж. В возможном варианте осуществления изобретения отверстия 204 имеют длину 216 приблизительно 1 мм, ширину приблизительно 0,3 мм и глубину приблизительно 0,3 мм.

В некоторых вариантах осуществления изобретения угол 224 между прямой, определяющей самый длинный размер 216 каждого из отверстий 204, и радиусом 226 внешнего элемента, составляет менее чем приблизительно 45°. Самый длинный размер 216 каждого из отверстий 204 соответствует длине 216 отверстия 204. Как видно из фиг. 10, радиус 226 и самый длинный размер 216 пересекаются в конце отверстия 204, расположенном ближе к центру 222 внешнего элемента 202. В рассматриваемом варианте угол 224 составляет приблизительно 20°. Таким образом, отверстия 204 расположены так, что самый длинный размер 216 проходит в целом от центра 222 внешнего элемента 202, тем самым увеличивая угол обзора СИД 214.

Предпочтительно, отверстия 204 расположены по периметру/периферии/внешней окружности 220 внешнего элемента 202. Как показано на фиг. 10, отверстия 204 расположены ближе к периферии 220 внешнего элемента 202, чем к центру 222 внешнего элемента 202. Это позволяет отверстиям 204 быть открытыми (и, следовательно, обеспечивает возможность увидеть свет), даже когда пользователь нажимает на внешний элемент 202. Более вероятно, что пользователь будет нажимать на центр 222 внешнего элемента 202 или удерживать его, чем нажимать на кромку внешнего элемента 202.

На фиг. 11 приведено изображение устройства 100 в разобранном виде, демонстрирующее некоторые его компоненты. Как было указано выше, устройство 100 может содержать адгезивный слой 208, нанесенный между СИД 214 и внешним элементом 202. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения адгезивный слой имеет такую же форму и размер, что и внешний элемент 202, так что адгезив закрывает отверстия 204. Таким образом, для того, чтобы пройти через отверстия 204, свет должен сначала пройти сквозь адгезивный слой 208. Таким образом, адгезивный слой 208 может быть прозрачным или полупрозрачным. Полупрозрачный адгезивный слой 208 помогает рассеивать свет от СИД, устраняя возможность появления "горячих точек". "Горячей точкой" называется область, в которой интенсивность света выше интенсивности света в окружающих областях.

В некоторых вариантах осуществления изобретения внешний элемент 202 прикреплен к светоформирующему элементу 210 с помощью адгезивного слоя 208. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения светоформирующий элемент 210 содержит одну или более непрозрачных областей 230 (которые могут соединяться друг с другом), а также одну или более полупрозрачных или прозрачных областей 232 (которые также могут соединяться друг с другом). Полупрозрачные или прозрачные области 232 известны также под названием "световодов", поскольку они направляют свет через светоформирующий элемент 210. Свет от СИД 214 может проходить сквозь полупрозрачные или прозрачные области 232, но блокируется непрозрачными областями 230. Таким образом, непрозрачные области 230 уменьшают интенсивность света, проходящего через некоторые из отверстий 204 (т.е. через отверстия, расположенные над непрозрачными областями 230). Непрозрачные области 230 и полупрозрачные или прозрачные области 232 могут быть областями единого цельного компонента, одна или обе из вышеуказанных областей которого были подвергнуты обработке с целью придания ей специфических оптических свойств. В другом возможном варианте осуществления изобретения непрозрачные области 230 и полупрозрачные или прозрачные области 232 могут быть отдельными компонентами, спрессованными друг с другом с целью соединения.

В рассматриваемом примере светоформирующий элемент содержит непрозрачную область 238, проходящую по периферии (периметру, окружности) светоформирующего элемента 210. Это устраняет просачивание света по периферии внешнего элемента 202. Непрозрачная область может быть выполнена, например, в виде внешнего кольца.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения устройство 100 содержит четыре СИД 214, каждый из которых расположен между прилегающими непрозрачными областями 230, так что свет от СИД распределяется по четырем квадрантам. Иными словами, СИД 214 могут быть расположены под прозрачными или полупрозрачными областями. За счет распределения света по четырем различным областям пользователь может обеспечиваться различными видами индикации. Например, количество освещенных квадрантов может указывать пользователю на определенные события.

В некоторых вариантах осуществления изобретения области между непрозрачными областями 230 представляют собой отверстия и, таким образом, не содержат прозрачного или полупрозрачного материала.

Между светоформирующим элементом 210 и СИД 214 расположен уплотнительный элемент 212, такой как прокладка. Наружный диаметр уплотнительного элемента 212 больше наружных диаметров внешнего элемента 202 и светоформирующего элемента 210. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения уплотнительный элемент 210 содержит кольцевую канавку 234, в которую может быть вставлен кольцевой выступ, сформированный на внутренней поверхности светоформирующего элемента 210. Кольцевая канавка 234 помогает зафиксировать светоформирующий элемент 210. В некоторых вариантах осуществления изобретения кольцевой выступ отсутствует. В качестве альтернативы или дополнительно кольцевая канавка 234 может также задерживать влагу или пыль, которые могут проникать через отверстие 206 корпуса. В некоторых вариантах осуществления изобретения светоформирующий элемент 210 имеет куполообразный профиль 236, помогающий направлять жидкость и пыль в кольцевую канавку 234.

В некоторых вариантах осуществления изобретения уплотнительный элемент 212 плотно прилегает к внутренней поверхности корпуса 102, предотвращая возможность попадания жидкости и пыли в устройство 100.

Приведенные в данном описании примеры являются иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения. Возможны и другие варианты осуществления настоящего изобретения. Следует иметь в виду, что любой отличительный признак, описанный для любого варианта осуществления изобретения, может использоваться как отдельно, так и в комбинации с одним или более отличительными признаками любого другого возможного варианта осуществления изобретения или любой комбинации любых других возможных вариантов осуществления изобретения. Кроме того, могут использоваться эквивалентные решения и модификации без выхода за границы объема изобретения, определяемого приведенной ниже формулой изобретения.

Изобретение относится к аэрозоль-генерирующему устройству. Аэрозоль-генерирующее устройство содержит: один или более светоизлучающих диодов (СИД) и внешний элемент, расположенный над одним или более СИД. Внешний элемент имеет множество отверстий, видимых снаружи аэрозоль-генерирующего устройства. Множество отверстий представляют собой щели. Технический результат – создание аэрозоль-генерирующего устройства, позволяющего видеть поступающий от СИД свет под различными углами в широком диапазоне углов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Аэрозоль-генерирующее устройство, содержащее:

один или более светоизлучающих диодов (СИД) и

внешний элемент, расположенный над одним или более СИД, причем внешний элемент имеет множество отверстий, видимых снаружи аэрозоль-генерирующего устройства, при этом множество отверстий представляют собой щели.

2. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 1, в котором длина множества отверстий составляет менее чем приблизительно 2 мм.

3. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 1 или 2, в котором ширина множества отверстий составляет менее чем приблизительно 0,5 мм.

4. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 1–3, в котором толщина внешнего элемента составляет менее чем приблизительно 2 мм.

5. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 1–4, в котором внешний элемент расположен над одним или более СИД на расстоянии от приблизительно 1,5 до приблизительно 5 мм.

6. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 1–5, в котором множество отверстий расположены ближе к периферии внешнего элемента.

7. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 6, в котором множество удлиненных отверстий равномерно распределены по периметру внешнего элемента.

8. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 7, в котором множество отверстий включает в себя 36 отверстий.

9. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 1–8, которое дополнительно содержит адгезив между одним или более СИД и внешним элементом.

10. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 9, которое дополнительно содержит светоформирующий элемент, расположенный между одним или более СИД и адгезивом.

11. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 10, в котором светоформирующий элемент содержит непрозрачные области, выполненные с возможностью блокирования части света от СИД.

12. Аэрозоль-генерирующее устройство по п. 11, которое содержит четыре СИД, причем каждый из четырех СИД расположен под светоформирующим элементом и расположен между соседними непрозрачными областями так, что свет от СИД делится на 4 квадранта.

13. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 10–12, в котором светоформирующий элемент содержит поликарбонат.

14. Аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 10–12, которое дополнительно содержит уплотнительный элемент, расположенный между светоформирующим элементом и множеством СИД.

15. Аэрозоль-генерирующая система, содержащая:

аэрозоль-генерирующее устройство по любому из пп. 1–14 и

изделие, содержащее аэрозолеобразующий материал.