УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ C ИЗОЛИРУЮЩЕЙ СТРУКТУРОЙ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/465 

Область техники

[1] Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой и, более конкретно, к устройству для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой для повышения эффективности батареи индукционного нагревателя.

Предшествующий уровень техники

[2] ФИГ. 1 представляет собой вид, изображающий устройство индукционного нагрева для нагрева аэрозолеобразующей подложки, раскрытое в международной открытой публикации WO 2015/17725, которая относится к соответствующему уровню техники. Устройство 1 индукционного нагрева включает в себя корпус 10 устройства, изготовленный из пластика, и источник питания постоянного тока, включающий перезаряжаемую батарею 11а.

[3] Устройство 1 индукционного нагрева включает в себя стыковочный порт 12, включающий в себя ребро 12а для стыковки устройства 1 индукционного нагрева с зарядной станцией или зарядным устройством для зарядки перезаряжаемой батареи 11а. Кроме того, индукционный нагреватель 1 включает в себя электронное устройство 13 подачи питания, сконфигурированное для работы, например, на частоте 5 МГц. Электронное устройство 13 подачи питания электрически соединено с перезаряжаемой батареей 11а через соответствующий электрический соединительный участок 13а.

[4] Табакосодержащая твердая аэрозолеобразующая подложка 20, включающая сусцептор 21, размещается в полости 14 на проксимальном конце корпуса устройства 10, и во время работы индуктор L2 (цилиндрическая спирально намотанная катушка индуктивности) индуктивно соединяется с сусцептором 21 табакосодержащей твердой аэрозолеобразующей подложки 20 курительного изделия 2. Фильтрующий сегмент 22 курительного изделия 2 расположен снаружи полости 14 устройства 1 индукционного нагрева, позволяя потребителю вдыхать аэрозоль через фильтрующий сегмент 22 во время работы.

[5] Устройство индукционного нагрева включает в себя индуктор, расположенный термически близко к аэрозолеобразующей подложке, а аэрозолеобразующая подложка включает в себя восприимчивый сусцептор. Переменное магнитное поле индуктора индуцирует вихревые токи и гистерезисные потери в сусцепторе, тем самым позволяя сусцептору нагревать аэрозолеобразующую подложку до температуры, при которой могут выделяться летучие компоненты. В этом случае, когда температура катушки возбуждения повышается по мере передачи тепла от сусцептора к катушке возбуждения, эффективность индукционного нагрева снижается. Следовательно, возникает необходимость в конструкции, предотвращающей передачу лучистого тепла от сусцептора к катушке возбуждения.

[Документы предшествующего уровня техники]

(Патентный документ 1) Международная открытая публикация №. WO 95/27411

(Патентный документ 2) Международная открытая публикация № WO 2015/177257

(Патентный документ 3) Международная открытая публикация № WO 2015/177255.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[6] Настоящее изобретение направлено на создание устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой, которая способна повышать эффективность батареи за счет предотвращения потери мощности от катушки возбуждения путем предотвращения передачи лучистого тепла наружу, за исключением тепла, генерируемого от сусцептора и передаваемого в полость.

[7] Настоящее изобретение обеспечивает устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой, которое представляет собой устройство для генерирования микрочастиц портативного размера, которое имеет полость, в которую может быть вставлено курительное изделие, включающее в себя аэрозолеобразующую подложку внутри и обернутое оберточной бумагой снаружи, и которое образует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки курительного изделия, вставленного в полость, устройство для генерирования аэрозоля включает в себя: корпус, имеющий внешний вид; катушку возбуждения, размещенную внутри корпуса и многократно намотанную; сусцептор из металлического материала, размещенный внутри катушки возбуждения таким образом, чтобы быть закрытым катушкой возбуждения катушка внутри корпуса, которая состоит из полого цилиндрического тонкого листа, образующего полость и нагреваемого индукционным нагревом, вызванным потерями на вихревые токи в результате взаимодействия с катушкой возбуждения, опора, предусмотренная внутри корпуса, которая поддерживает по меньшей мере часть сусцептора и катушки возбуждения; а первый слой воздушной изоляции, образованный между сусцептором и опорой; и второй слой воздушной изоляции, образованный между катушкой возбуждения и корпусом.

[8] В другом аспекте первый и второй слои воздушной изоляции могут иметь толщину от 0,6 до 4,0 мм.

[9] В другом аспекте сусцептор может быть изготовлен из одного или нескольких из следующих материалов: тонкого листа нержавеющей стали, такого как SPCC, SPCE или SUS, и ферромагнитных и магнитомягких материалов, таких как холоднокатаная сталь и горячекатаная сталь.

[10] В другом аспекте подложка может иметь теплопроводность 0,5 Вт/мк или меньше.

[11] В другом аспекте опора может быть изготовлена из инженерного пластика, имеющего температуру термостойкости 200°C или выше.

[12] В другом аспекте между опорой и катушкой возбуждения может быть предусмотрен цементный слой.

[13] В другом аспекте цементный слой может состоять из слоя кремнезема, включающего C3s (алит) и компоненты на основе кремнезема, такие как SO5000, SO700 и H.S.10, и слоя пористого аэрогеля, включающего наночастицы размером от 1 до 50 нм.

[14] В другом аспекте слой аэрогеля может иметь толщину от 0,5Т до 1,5т.

[15] В другом аспекте на одной стороне слоя аэрогеля может быть сформирована адгезивная поверхность.

[16] В другом аспекте устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно включать в себя пластину теплового излучения из металлического материала, расположенную между сусцептором и опорой.

[17] В другом аспекте пластина теплового излучения изготовлена из одного или нескольких выбранных металлических материалов, таких как оксид цинка, сталь с цинковым покрытием, сталь с оловянным покрытием, золото (полированное), серебро (полированное) и латунь (полированная).

[18] В другом аспекте пластина для теплового излучения имеет коэффициент излучения от 0,1 до 0,3.

[19] В другом аспекте лист теплового излучения прикреплен, по меньшей мере, к одной из внутренней и внешней поверхностей пластины теплового излучения.

[20] В другом аспекте лист теплового излучения изготовлен из материала, включающего одну или несколько алюминиевых фольг, углерод, стекловолокно и диоксид кремния.

[21] В другом аспекте лист теплового излучения изготовлен из материала, имеющего коэффициент излучения от 0,1 до 0,5.

[22] В другом аспекте внутренняя поверхность пластины теплового излучения представляет собой глянцевую поверхность с металлическим блеском, а внешняя поверхность пластины теплового излучения представляет собой корродированную поверхность, образованную коррозией металла.

[23] В другом аспекте, в котором слой теплоизоляционного покрытия предусмотрен на внутренней поверхности опоры, обращенной к сусцептору.

[24] В другом аспекте внутренняя поверхность опоры, обращенная к сусцептору, является глянцевой отражающей поверхностью, а ее внешняя поверхность, обращенная к катушке возбуждения, является неглянцевой, диффузно отражающей поверхностью.

[25] В другом аспекте, при скреплении корпуса, сусцептора и опоры соединяемые детали плотно соединяются друг с другом с помощью адгезии, ленты, уплотнительного элемента или принудительной посадки, тем самым дополнительно улучшая эффект изоляции.

[26] В другом аспекте первый слой воздушной изоляции и/или второй слой воздушной изоляции имеют давление воздуха от 10-3 Торр до 10-7 Торр.

[27] Настоящее изобретение может предотвратить передачу лучистого тепла к катушке возбуждения путем формирования первого слоя воздушной изоляции между катушкой возбуждения и сусцептором и второго слоя воздушной изоляции снаружи катушки возбуждения, тем самым повышая эффективность батареи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[28] ФИГ. 1 представляет собой вид, изображающий устройство индукционного нагрева для нагрева аэрозолеобразующей подложки в соответствии с уровнем техники.

[29] ФИГ. 2 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[30] ФИГ. 3 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[31] ФИГ. 4 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[32] ФИГ. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий пластину теплового излучения, включенную в устройство для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[33] ФИГ. 6 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[34] ФИГ. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий опору, входящую в состав устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[35] ФИГ. 8 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[36] Некоторые варианты осуществления теперь будут проиллюстрированы на чертежах и подробно описаны в описании, хотя в них могут быть внесены различные изменения и модификация. Особенности и преимущества настоящего изобретения и способ их получения станут более очевидными при обращении к нижеследующему описанию вариантов осуществления изобретения, взятому в сочетании с прилагаемыми чертежами. Однако настоящее раскрытие может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное изложенными здесь вариантами.

[37] Используемые здесь формы единственного числа предназначены для включения также форм множественного числа, если контекст четко не указывает на иное.

[38] Далее следует понимать, что термины "включать", "состоящий", "включающий", "в том числе", "имеющий" и/или "имеющий" при использовании в настоящем документе указывают на наличие указанных признаков или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или нескольких других признаков или компонентов.

[39] Размеры компонентов на чертежах могут быть увеличены или уменьшены в размерах для большей наглядности и удобства. Например, размеры и толщины компонентов на чертежах представлены произвольно для удобства описания, и, таким образом, настоящее раскрытие не обязательно ограничено чертежами.

[40] Примеры осуществления настоящего изобретения теперь будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, так что настоящее изобретение может быть легко реализовано специалистами в данной области. Однако настоящее раскрытие может быть реализовано различными способами, не ограничиваясь описанными вариантами осуществления.

[41] Здесь и далее со ссылкой на сопроводительные чертежи будут описаны картридж с жидкостью, который может быть вставлен в курительное изделие, способное генерировать аэрозоль путем нагревания, и нагретое курительное изделие, включающее такой картридж с жидкостью, которые могут быть использованы в устройстве для генерации микрочастиц в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего раскрытия. Для простоты объяснения компоненты нагреваемого курительного изделия будут описаны отдельно вместе с описанием входящего в него картриджа с жидкостью. Здесь нагреваемое курительное изделие предназначено для обозначения курительного изделия, которое нагревается электрическим сопротивлением или индукционным нагревом, а не сжиганием, для получения аэрозоля для вдыхания пользователем. Курительное изделие содержит достаточное количество аэрозолеобразующего субстрата и/или измельченного табака, чтобы сделать количество затяжек, эквивалентное количеству затяжек одной традиционной сигареты. Курительное изделие больше не генерирует аэрозоль после получения заданного количества аэрозоля и будет выброшено пользователем после однократного использования.

[42] ФИГ. 2 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего раскрытия. Нагреваемое курительное изделие 50, которое может быть использовано в устройстве для генерирования микрочастиц по настоящему изобретению, включает только измельченный табак, как в традиционных сигаретах, или измельченный табак и жидкую композицию, или измельченный табак и гранулы в качестве аэрозолеобразующей основы, как будет описано ниже.

[43] Устройство для генерирования аэрозоля согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство для генерирования микрочастиц портативного размера, которое имеет полость, в которую может быть вставлено курительное изделие 50, включающее в себя аэрозолеобразующую подложку внутри и обернутое оберточной бумагой снаружи, и которое образует аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки курительного изделия 50, вставленного в полость. Такое устройство для генерирования микрочастиц имеет электрические компоненты, расположенные в нижнем регистре (не показан) и верхнем регистре 400.

[44] В пределах пространства, ограниченного нижним корпусом и верхним корпусом 400, перезаряжаемая батарея (не показана), функционирующая в качестве источника питания постоянного тока в настоящем описании, и плата управления (не показана), составляющая блок управления в настоящем описании, расположены в нижней части, а фактически используемые электрические компоненты для выработки тепла расположены в верхней части. Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования микрочастиц портативного размера, которое можно захватывать. Аккумуляторная батарея (не показана) может быть заряжена с помощью зарядного устройства, например, USB-кабеля, и пользователь может вдыхать аэрозоль, образовавшийся в курительном изделии 50, вставив курительное изделие 50 в полость устройства для генерации заряженных микрочастиц и нагрев сусцептора с помощью индукционного нагрева, как будет описано далее. В этом случае аккумулятор (не показан) функционирует как источник питания постоянного тока, а переменный ток подается на катушку 200 возбуждения через блок 220 управления. Устройство для генерирования микрочастиц согласно настоящему изобретению имеет портативные размеры, что позволяет пользователю легко носить его с собой.

[45] Электрические компоненты, используемые для генерирования тепла, являются деталями для индукционного нагрева и включают в себя катушку 200 возбуждения, многократно намотанную в цилиндрической форме, и сусцептор (магнитный нагревательный элемент) 100, в котором индукционный нагрев происходит за счет потерь вихревых токов при взаимодействии с катушкой 200 возбуждения. Предпочтительно, сусцептор 100 представляет собой металлическую тепловую трубку, предусмотренную внутри катушки 200 возбуждения таким образом, чтобы быть заключенной катушкой 200 возбуждения внутри устройства, которое состоит из полого цилиндрического тонкого листа, образующего полость, в которую может быть вставлено курительное изделие 50, и нагревается до температуры 400 ℃ или ниже при индукционном нагреве, вызванном потерями на вихревых токах в результате взаимодействия с катушкой возбуждения 200. Сусцептор 100 предпочтительно может иметь толщину 1,0 мм или менее и может быть предпочтительно изготовлен из тонкого листа нержавеющей стали, такого как SPCC, SPCE или SUS.

[46] Хотя сусцептор 100 может нагреваться до температуры 1000℃ или выше в зависимости от величины переменного тока, подаваемого на катушку 200 возбуждения, настоящее раскрытие отличается тем, что сусцептор 100 нагревается до температуры 400℃ или ниже. Сусцептор 100 нагревается до температуры от 100 до 400°С в зависимости от величины переменного тока, подаваемого на катушку 200 возбуждения, для нагрева аэрозолеобразующей подложки, предусмотренной внутри курительного изделия 50, вставленного в полость, тем самым генерируя аэрозоль. Согласно предпочтительному варианту осуществления целевая температура может находиться в диапазоне от 200 до 350°C и, что более предпочтительно, между 250 и 320°C (например, целевая температура может быть установлена равной 280°C). В некоторых случаях целевая температура может находиться в диапазоне от 150 до 250°C (например, целевая температура может быть установлена равной 180°C) и может варьироваться в зависимости от того, образуется ли аэрозоль из жидкого или гелеобразного глицерина, табачной массы или табачной массы с абсорбированным в ней глицерином. В любом из этих случаев аэрозоль, образующийся в курительном изделии 50, вдыхается в рот пользователя через трубку и фильтр. Таким образом, если температура образующегося аэрозоля слишком высока, пользователь может почувствовать дискомфорт или получить ожог, даже если аэрозоль охлаждается при вдыхании. Кроме того, может образоваться слишком много аэрозоля, что затруднит многократную затяжку. Принимая это во внимание, следует заранее установить заданную температуру сусцептора. По этим причинам указанный выше верхний предел устанавливается для целевой температуры сусцептора.

[47] Согласно предпочтительному варианту осуществления температура, при которой образующийся аэрозоль выходит через трубку и фильтр, может быть измерена как температура на конце горловины. Чтобы не причинять дискомфорта пользователю, температура аэрозоля должна быть ниже 50°C, предпочтительно 45°C или ниже. Желательный диапазон температур для аэрозоля на входном конце составляет от 25 до 45°C, а более желательный диапазон температур для аэрозоля на входном конце составляет от 30 до 40°C.

[48] В первом варианте осуществления настоящего изобретения сусцептор 100 сконфигурирован таким образом, что внутренняя поверхность сусцептора 100 снаружи курительного изделия 50, имеющего приблизительно цилиндрическую форму, входит в контакт, по меньшей мере, с частью внешней поверхности курительного изделия 50, вставленного в полость, и что сусцептор 100 с индуктивным нагревом нагревает аэрозолеобразующий субстрат, входящий в состав курительного изделия 50, посредством теплопередачи.

[49] В этом случае предусмотрена опора 300 для поддержки, по меньшей мере, части сусцептора 100 и катушки 200 возбуждения. В первом варианте осуществления настоящего изобретения сусцептор 100 имеет фланцевую часть, которая проходит наружу от цилиндрического корпуса, а опора 300 имеет фланцевую часть, которая проходит внутрь по направлению к цилиндрическому корпусу. Поскольку фланцевая часть сусцептора 100 и фланцевая часть опоры 300 перекрывают друг друга, между корпусом сусцептора 100 и корпусом опоры 300 образуется пустотелое пространство. Это пустотелое пространство представляет собой первый слой 510 воздушной изоляции, который предотвращает передачу лучистого тепла от сусцептора 100 к катушке 200 возбуждения. Дополнительно, между катушкой 200 возбуждения и верхним корпусом 400 сформирован второй слой 520 воздушной изоляции. Первый и второй слои 510 и 520 воздушной изоляции предпочтительно имеют толщину от 0,6 до 4,0 мм.

[50] Предпочтительно, опора 300 изготовлена из материала, имеющего теплопроводность 0,5 Вт/мк или менее. Опора 300 требует термического сопротивления, поскольку она частично контактирует с сусцептором 100 и должна поддерживать сусцептор 100 и катушку 200 возбуждения. Таким образом, опора 300 предпочтительно изготовлена из инженерного пластика, имеющего температуру термостойкости 200°C или выше.

[51] ФИГ. 3 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[52] Подобно первому варианту осуществления, устройство для генерирования аэрозоля согласно второму варианту настоящего изобретения сконфигурировано таким образом, что курительное изделие 50 вставляется в цилиндрический сусцептор 100, внутренняя поверхность сусцептора 100, находящаяся снаружи курительного изделия 50, входит в контакт, по меньшей мере, с частью наружная поверхность курительного изделия 50 и сусцептор 100, нагреваемый индуктивно, нагревают аэрозолеобразующий субстрат, входящий в состав курительного изделия 50, посредством теплопередачи.

[53] В этом случае, подобно первому варианту осуществления, предусмотрена опора 300 для поддержки, по меньшей мере, части одного или более из сусцептора 100 и катушки 200 возбуждения, между корпусом приемника 100 и корпусом опоры 300 сформирован первый изоляционный слой 510, а также вторая воздушная изоляция слой 520 образован между катушкой 200 возбуждения и верхним корпусом 400.

[54] Во втором варианте осуществления настоящего изобретения для изоляции между опорой 300 и катушкой 200 возбуждения предусмотрен цементный слой 530. Цементный слой 530 состоит из смеси цементного компонента на основе C3s (алита) и компонентов на основе диоксида кремния, таких как SO5000 (сферический диоксид кремния), SO700 (сферический диоксид кремния) или H.S.10 мкм (полый диоксид кремния).

[55] В данном случае C3s (алит) может составлять от 10 до 40 % от общего веса смеси, SO5000 (сферический диоксид кремния) может составлять от 10 до 30 % от общего веса смеси, SO700 (сферический диоксид кремния) может составлять от 0 до 20 % от общего веса смеси масса смеси, а H.S.10 мкм (полый диоксид кремния) может составлять от 10 до 30 % от общего веса смеси.

[56] Цементный слой 530 может иметь форму пакета из слоя диоксида кремния и слоя пористого аэрогеля, состоящего из наночастиц размером от 1 до 50 нм. Предпочтительно слой аэрогеля имеет толщину от 0,5Т до 1,5т.

[57] Кроме того, на одной стороне слоя аэрогеля может быть образована адгезивная поверхность, прикрепленная к слою диоксида кремния. Адгезивная поверхность предпочтительно может иметь толщину от 0,15Т до 0,5Т. Кроме того, слой PI может быть сформирован на другой стороне слоя аэрогеля.

[58] То есть лист аэрогеля, состоящий из последовательной стопки адгезивного поверхностного слоя, слоя аэрогеля и слоя PI, может быть прикреплен к слою кремнезема. Благодаря изоляционному эффекту аэрогеля можно более эффективно предотвращать передачу лучистого тепла наружу.

[59] ФИГ. 4 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

[60] Как и в первом варианте, устройство для генерации аэрозоля согласно третьему варианту осуществления настоящего раскрытия сконфигурировано таким образом, что курительное изделие 50 вставляется в цилиндрический сусцептор 100, внутренняя поверхность суспензора 100, находящаяся снаружи курительного изделия 50, контактирует по меньшей мере с частью внешней поверхности курительного изделия 50, и сусцептор 100, индуктивно нагреваясь, нагревает аэрозолеобразующую подложку, включенную в курительное изделие 50, посредством теплопередачи.

[61] В этом случае, подобно первому варианту осуществления, предусмотрена опора 300 для поддержки, по меньшей мере, части одного или более из сусцептора 100 и катушки 200 возбуждения, между корпусом приемника 100 и корпусом опоры 300 сформирован первый изоляционный слой 510, а также вторая воздушная изоляция слой 520 образован между катушкой 200 возбуждения и верхним корпусом 400.

[62] В третьем варианте осуществления настоящего изобретения пластина 540 для теплового излучения предусмотрена между сусцептором 100 и опорой 300, то есть внутри первого слоя 510 воздушной изоляции. Теплоизлучающая пластина 540 выполнена из металлического материала, например, из оксида цинка, стали с цинковым покрытием, стали с оловянным покрытием, золота (полированного), серебра (полированного), латуни (полированной). Предпочтительно, металлический материал может иметь коэффициент излучения от 0,1 до 0,3.

[63] Кроме того, лист теплового излучения может быть прикреплен, по меньшей мере, к одной из внутренней и внешней поверхностей пластины 540 теплового излучения. Теплоизлучающий лист предпочтительно может быть изготовлен из материала, включающего алюминиевую фольгу, углерод, стекловолокно и диоксид кремния, и коэффициент излучения теплоизлучающего листа предпочтительно может составлять от 0,1 до 0,5.

[64] ФИГ. 5 представляет собой вид, иллюстрирующий пластину теплового излучения, включенную в устройство для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[65] Устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной конструкцией согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрена пластина 540 для теплового излучения, имеет ту же конструкцию, что и устройство для генерирования аэрозоля согласно третьему варианту осуществления, за исключением самой пластины 540а для теплового излучения.

[66] У пластины 540а теплового излучения, включенной в устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, внутренняя поверхность 542а представляет собой глянцевую поверхность с металлическим блеском, а внешняя поверхность 544а представляет собой корродированную поверхность, которая не имеет блеска из-за коррозии металла. Благодаря эффекту теплоотражения глянцевая поверхность отражает излучаемое сусцептором тепло обратно внутрь, тем самым предотвращая его передачу на катушку возбуждения. Кроме того, проржавевшая внешняя поверхность 544а предотвращает передачу лучистого тепла наружу.

[67] ФИГ. 6 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[68] Как и в первом варианте, устройство для генерации аэрозоля согласно третьему варианту осуществления настоящего раскрытия сконфигурировано таким образом, что курительное изделие 50 вставляется в цилиндрический сусцептор 100, внутренняя поверхность суспензора 100, находящаяся снаружи курительного изделия 50, контактирует по меньшей мере с частью внешней поверхности курительного изделия 50, и сусцептор 100, индуктивно нагреваясь, нагревает аэрозолеобразующую подложку, включенную в курительное изделие 50, посредством теплопередачи.

[69] В этом случае, подобно первому варианту осуществления, предусмотрена опора 300 для поддержки, по меньшей мере, части одного или более из сусцептора 100 и катушки 200 возбуждения, между корпусом приемника 100 и корпусом опоры 300 сформирован первый изоляционный слой 510, а также вторая воздушная изоляция слой 520 образован между катушкой 200 возбуждения и верхним корпусом 400.

[70] В устройстве для генерирования аэрозоля согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения слой 550 теплоизоляционного покрытия предусмотрен на внутренней поверхности опоры 300, которая обращена к сусцептору 100.

[71] Слой 550 теплоизоляционного покрытия предпочтительно представляет собой керамическое теплоизоляционное покрытие.

[72] ФИГ. 7 представляет собой вид, иллюстрирующий опору, входящую в состав устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[73] Устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной конструкцией согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрена опора 300а, имеет ту же конструкцию, что и устройство для генерирования аэрозоля согласно первому варианту осуществления, за исключением самой опоры 300а.

[74] Опора 300а, входящая в состав устройства для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, изготовлена из материала PEEK, ее внутренняя поверхность 310а представляет собой глянцевую поверхность, а ее внешняя поверхность 320а представляет собой неглянцевую поверхность. Благодаря эффекту теплоотражения глянцевая поверхность отражает тепло, излучаемое сусцептором, обратно внутрь, тем самым предотвращая его передачу на катушку возбуждения. Кроме того, неглянцевая внешняя поверхность 320a предотвращает передачу лучистого тепла наружу.

[75] ФИГ. 8 представляет собой вид в поперечном сечении устройства для генерации аэрозоля с изоляционной структурой в соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего раскрытия.

[76] Устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой согласно седьмому варианту осуществления настоящего раскрытия идентично устройству первого варианта осуществления, поскольку включает в себя сусцептор 100b из металлического материала, катушки возбуждения 210b и 220b, намотанные несколько раз, опору 310b, которая поддерживает по крайней мере часть сусцептора и катушки возбуждения, и корпус 400b, имеющий внешний вид. Также, подобно первому варианту осуществления, первый слой 510b воздушной изоляции сформирован между сусцептором 100b и опорой 310b, и второй слой 520b воздушной изоляции сформирован между катушками 210b и 220b возбуждения и корпусом 400b.

[77] В отличие от первого варианта осуществления, конструкция для поддержки катушек 210b и 220b возбуждения разделена на опору 310b, верхнюю раму 320b и нижнюю раму 330b. Разделив конструкцию на несколько частей в процессе изготовления и скрепив их позже вместе, опору 310b можно сделать тоньше. Соответственно, расстояние между сусцептором 100b, размещенным на внутренней стороне опоры 310b, и катушками 210b и 220b возбуждения, размещенными снаружи опоры 310b, может быть сокращено, тем самым повышая эффективность индукционного нагрева.

[78] В этом случае, в отличие от первого варианта осуществления, оба конца сусцептора 100b и опоры 310b прикреплены к верхней раме 320b и нижней раме 330b. Сусцептор 100b и опора 310b соответственно прикреплены к верхней раме 320b и нижней раме 330b, отстоящие друг от друга в радиальном направлении для образования первого слоя 510b воздушной изоляции.

[79] В седьмом варианте осуществления катушки 210b и 220b возбуждения для нагрева приемника 100b разделены на верхнюю катушку 210b возбуждения и нижнюю катушку 220b возбуждения. Управляя верхней катушкой 210b возбуждения и нижней катушкой 220b возбуждения раздельно, можно легко управлять профилем нагрева для сусцептора 100b.

[80] При нагревании сусцептора 100b индукционным нагревом опора 310b, верхняя рама 320b или нижняя рама 330a предпочтительно изготавливаются из пластика с высокой термостойкостью или подобного, который является немагнитным материалом, для предотвращения потери намагниченности. Предпочтительно, чтобы пластик с высокой термостойкостью дополнительно включал армирующий материал, такой как стекловолокно или минералы.

[81] Между тем, при удерживании вместе сусцептора 100b, опоры 310b, корпуса 400b, верхней рамы 320b и нижней рамы 330b соединяемые части могут быть плотно скреплены друг с другом с помощью адгезии, ленты, уплотнительного элемента или принудительной посадки, тем самым дополнительно улучшая эффект изоляции.

[82] В седьмом варианте осуществления уплотнительный материал 610b и 620b может быть предусмотрен между сусцептором 100b и верхней рамой 320b и между сусцептором 100b и нижней рамой 330b. Уплотнительный материал может включать в себя один или несколько термостойких кремниевых материалов и герметизирующий клей.

[83] Кроме того, для облегчения размещения катушек 210b и 220b возбуждения и защиты катушек 210b и 220b возбуждения могут быть предусмотрены крышки 630b и 640b катушек для обертывания катушек 210b и 220b возбуждения. Крышки 630b и 640b катушек могут быть размещены между корпусом 400b и катушками 210b и 220b возбуждения и служить для улучшения герметизирующей способности второго слоя 520b воздушной изоляции.

[84] Между тем, первый слой 510b воздушной изоляции и/или второй слой 520b воздушной изоляции предпочтительно могут иметь давление воздуха в диапазоне от 10^-3 Торр до 10^-7 Торр. За счет выполнения первого слоя 510b воздушной изоляции и второго слоя 520b воздушной изоляции в качестве слоев высокого вакуума можно предотвратить теплопроводность и конвекцию газов, тем самым предотвращая утечку тепла наружу.

Изобретение относится к табачной промышленности, в частности к устройствам, имитирующим процесс табакокурения. Устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой представляет собой захватываемое портативное устройство для генерирования микрочастиц, имеющее полость, в которую может быть вставлено курительное изделие, включающее аэрозолеобразующую подложку внутри и обернутое оберточной бумагой снаружи. Устройство для генерирования аэрозоля включает футляр, формирующий внешний вид, катушку возбуждения, установленную внутри корпуса и намотанную несколько раз. Сусцептор из металлического материала выполнен внутри катушки возбуждения таким образом, чтобы быть заключенным катушкой возбуждения внутри корпуса, состоящего из полого цилиндрического тонкого листа, образующего полость и нагреваемого индукционным нагревом, вызванным потерями на вихревых токах при взаимодействии с катушкой возбуждения. Опора выполнена внутри корпуса и поддерживает по меньшей мере часть одного или нескольких сусцепторов и катушки возбуждения. Первый слой воздушной изоляции образован между сусцептором и опорой. Второй слой воздушной изоляции сформирован между катушкой возбуждения и корпусом. При скреплении корпуса, сусцептора и опоры соединяемые части плотно уплотняются друг с другом с помощью адгезии, ленты, уплотнительного элемента или принудительной посадки. Достигается технический результат – повышение эффективности батареи и предотвращение передачи лучистого тепла к катушке возбуждения. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для генерирования аэрозоля с изоляционной структурой, представляющее собой захватываемое портативное устройство для генерирования микрочастиц, имеющее полость, в которую может быть вставлено курительное изделие, включающее аэрозолеобразующую подложку внутри и обернутое оберточной бумагой снаружи, и образующее аэрозоль путем нагревания аэрозолеобразующей подложки курительного изделия, вставленного в полость, причем устройство для генерирования аэрозоля включает:

футляр, формирующий внешний вид;

катушку возбуждения, установленную внутри корпуса и намотанную несколько раз;

сусцептор из металлического материала, предусмотренный внутри катушки возбуждения таким образом, чтобы быть заключенным катушкой возбуждения внутри корпуса, который состоит из полого цилиндрического тонкого листа, образующего полость и нагреваемого индукционным нагревом, вызванным потерями на вихревых токах при взаимодействии с катушкой возбуждения,

опору, предусмотренную внутри корпуса, которая поддерживает по меньшей мере часть одного или нескольких сусцепторов и катушки возбуждения;

первый слой воздушной изоляции, образованный между сусцептором и опорой; и

второй слой воздушной изоляции, сформированный между катушкой возбуждения и корпусом,

при этом при скреплении корпуса, сусцептора и опоры соединяемые части плотно уплотняются друг с другом с помощью адгезии, ленты, уплотнительного элемента или принудительной посадки.

2. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором первый и второй слои воздушной изоляции имеют толщину от 0,6 до 4,0 мм.

3. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором сусцептор изготовлен из одного или более из следующих материалов: тонкого листа нержавеющей стали, такого как SPCC, SPCE или SUS, и ферромагнитных и магнитомягких материалов, таких как холоднокатаная сталь и горячекатаная сталь.

4. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором подложка имеет теплопроводность 0,5 Вт/мк или менее.

5. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором опора изготовлена из инженерного пластика, имеющего температуру термостойкости 200°C или выше.

6. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором между опорой и катушкой возбуждения предусмотрен цементный слой.

7. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 6, в котором цементный слой представляет собой стопку слоя кремнезема, состоящего из C3s(алита) и компонентов на основе кремнезема, таких как SO5000, SO700 и H.S.10 мкм, и пористого слоя аэрогеля, состоящего из наночастиц размером от 1 до 50 нм.

8. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 7, в котором на одной стороне слоя аэрогеля сформирована адгезивная поверхность.

9. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, дополнительно содержащее пластину теплового излучения из металлического материала, расположенную между сусцептором и опорой.

10. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 9, в котором пластина теплового излучения изготовлена из одного или более выбранных из числа металлических материалов, таких как оксид цинка, сталь с цинковым покрытием, сталь с оловянным покрытием, золото, серебро и латунь.

11. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 9, в котором пластина теплового излучения имеет коэффициент излучения от 0,1 до 0,3.

12. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 9, в котором лист теплового излучения прикреплен, по меньшей мере, к одной из внутренней и внешней поверхностей пластины теплового излучения.

13. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 12, в котором лист теплового излучения выполнен из материала, включающего одну или более алюминиевую фольгу, углерод, стекловолокно и диоксид кремния.

14. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 12, в котором лист теплового излучения выполнен из материала, имеющего коэффициент излучения от 0,1 до 0,5.

15. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 9, в котором внутренняя поверхность пластины теплового излучения представляет собой глянцевую поверхность с металлическим блеском, а внешняя поверхность пластины теплового излучения представляет собой корродированную поверхность, образованную коррозией металла.

16. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором на внутренней поверхности опоры, обращенной к сусцептору, предусмотрен слой теплоизоляционного покрытия.

17. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором внутренняя поверхность опоры, обращенная к сусцептору, является глянцевой отражающей поверхностью, а ее внешняя поверхность, обращенная к катушке возбуждения, является неглянцевой, диффузно отражающей поверхностью.

18. Устройство для генерирования аэрозоля по п. 1, в котором первый слой воздушной изоляции и/или второй слой воздушной изоляции имеют давление воздуха от 133×10^-3 до 133×10^-7 Па.