ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО С МНОГОЖИЛЬНОЙ КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/465 

Настоящее изобретение относится к использующему индукционный нагрев генерирующему аэрозоль устройству для использования с субстратом, способным образовывать вдыхаемый аэрозоль при нагреве. Настоящее изобретение дополнительно относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей такое устройство и генерирующее аэрозоль изделие, которое содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву.

Из предшествующего уровня техники общеизвестны генерирующие аэрозоль устройства, используемые для генерирования вдыхаемых аэрозолей путем индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Обычно такие устройства содержат полость для съемного размещения субстрата и индукционную нагревательную конструкцию для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости. Внутри указанной полости используется поле для создания генерирующих тепло вихревых токов или потерь на гистерезис в токоприемнике (сусцепторе), который, в свою очередь, расположен в тепловой близости к субстрату, подлежащему нагреву, или в непосредственном физическом контакте с ним. Как образующий аэрозоль субстрат, так и токоприемник (сусцептор) могут представлять собой неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, которое выполнено с возможностью размещения в указанной полости. В качестве альтернативы, в изделии может содержаться лишь субстрат, в то время как токоприемник может представлять собой часть устройства.

Для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости, индукционная нагревательная конструкция обычно содержит катушку индуктивности, которая образована множеством витков электрического провода, расположенного вокруг по меньшей мере части указанной полости. Обычно объем указанной полости приблизительно соответствует объему субстрата на один сеанс использования, и таким образом он составляет порядка нескольких кубических сантиметров. Это относится, в частности, к удерживаемым в руке генерирующим аэрозоль устройствам. Соответственно, радиус катушки индуктивности обычно мал. Это может приводить к тому, что изготовление катушки будет довольно сложным или даже предрасположенным к ошибкам, результатом чего могут стать неисправные или нефункционирующие устройства. Кроме того, часто желательно иметь особый профиль поперечного сечения электрического провода, например, для оптимального использования ограниченного монтажного пространства в таких устройствах. Однако электрические провода, имеющие особое поперечное сечение, такое как прямоугольное поперечное сечение, обычно стоят дороже, чем электрические провода, имеющие стандартное поперечное сечение. Это может приводить к увеличению затрат на изготовление таких устройств.

Соответственно, существует потребность в использующем индукционный нагрев генерирующем аэрозоль устройстве и в генерирующей аэрозоль системе с преимуществами решений уровня техники при одновременном смягчении их ограничений. В частности, было бы желательно иметь такие использующие индукционный нагрев генерирующие аэрозоль устройство и систему с катушкой индуктивности, которые обеспечивали бы возможность их изготовления простым, индивидуально адаптируемым и экономичным способом, в частности, с низкой частотой отказов.

Согласно настоящему изобретению, предложено генерирующее аэрозоль устройство для генерирования аэрозоля путем индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата. Устройство содержит кожух устройства, содержащий полость. Указанная полость выполнена с возможностью съемного размещения по меньшей мере части образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву. Генерирующее аэрозоль устройство дополнительно содержит индукционную нагревательную конструкцию, содержащую катушку индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости. Катушка индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля, расположенного вокруг по меньшей мере части указанной полости. Комбинированный кабель содержит электрический провод, встроенный по меньшей мере частично в изоляционную оболочку провода. Электрический провод содержит множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом.

Согласно настоящему изобретению, было признано, что ограничения катушек индуктивности, образованных электрическим проводом, содержащим одну твердую жилу, обусловлены, главным образом, жесткой природой указанной твердой жилы. В частности, когда речь идет о небольших радиусах намотки, намотка электрического провода, содержащего одну твердую жилу, может вызывать высокие механические напряжения в материале жилы, что, в свою очередь, может приводить к усталости материала или даже к разрывам материала и, таким образом, к тому, что катушка будет неисправной или даже нефункционирующей. В отличие от этого, провод, содержащий множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом, является более гибким, чем провод, содержащий твердую жилу с такой же общей площадью поперечного сечения. Следовательно, намотка электрического провода, содержащего множество неизолированных жил, является более легкой и в меньшей степени приводящей к усталости материала или даже к разрывам материала. Кроме того, указанное множество неизолированных жил могут быть расположены внутри комбинированного кабеля в различных конфигурациях для реализации разных форм поперечного сечения провода. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности экономичного изготовления индукционного кабеля, содержащего электрический провод, имеющий индивидуально адаптируемую форму поперечного сечения.

Указанное множество неизолированных жил находятся в электрическом контакте друг с другом таким образом, что они действуют в качестве одного провода, в частности таким образом, что они имеют по существу такие же электрические свойства, в частности по существу такое же электрическое сопротивление, что и один провод, имеющий такую же общую площадь поперечного сечения.

Указанное множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом, могут также быть названы многожильным проводом. Многожильный провод состоит из нескольких жил, собранных в жгут или совместно обернутых с образованием комбинированного провода. Таким образом, электрический провод согласно настоящему изобретению также может быть назван комбинированным (электрическим) проводом, содержащим множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом, или содержащим многожильный провод соответственно.

Как правило, указанное множество неизолированных жил могут быть расположены в разных конфигурациях. Жилы могут быть собраны в жгут, или скручены между собой, или переплетены между собой, или совместно обернуты. Аналогичным образом, жилы могут проходить параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля, в частности, без пересечения друг с другом и без переплетения или совместного обертывания. В параллельной компоновке контакт между смежными жилами имеет место вдоль линии, а не только лишь в небольшом количестве точек. Это обеспечивает преимущество, состоящее в большей площади контакта, что улучшает электрический контакт между жилами по сравнению с контактом лишь в небольшом количестве точек. Кроме того, зона линейного контакта также уменьшает механическое напряжение между жилами и таким образом повышает гибкость и прочность на изгиб электрического провода.

Предпочтительно, жилы могут проходить параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля либо в виде одного слоя, либо в виде множества слоев, расположенных друг на друге, в частности в виде двух, трех или четырех слоев, расположенных друг на друге, причем указанные слои расположены параллельно друг другу. Иначе говоря, жилы могут быть расположены параллельно друг другу в виде одного ряда или в одной плоскости. В другом варианте жилы могут быть расположены параллельно друг другу в виде множестве рядов, расположенных друг на друге, в частности в виде двух, трех или четырех рядов, расположенных друг на друге.

В многослойной конфигурации по меньшей мере часть жил каждого слоя (ряда) предпочтительно расположены в канавках, образованных между смежными жилами смежного слоя (ряда). Такая шахматная компоновка является очень компактной, и таким образом она обеспечивает компактную конструкцию электрического провода.

Один слой или каждый из указанного множества слоев может представлять собой плоский слой. Используемый в данном документе термин «плоский слой» относится к конфигурации, в которой один слой или каждый из множества слоев выровнены вдоль прямой линии на виде в сечении комбинированного кабеля, поперечном протяженности кабеля по длине, то есть поперечном направлению намотки кабеля вокруг указанной полости. Иначе говоря, жилы одного слоя или жилы в каждом из указанного множества слоев проходят параллельно друг другу в одной плоскости. Плоская конфигурация слоев может быть особенно полезна при спиральной намотке комбинированного кабеля, например, для формирования цилиндрической катушки индуктивности.

Аналогичным образом, один слой или каждый из множества слоев может представлять собой криволинейный слой. Используемый в данном документе термин «криволинейный слой» относится к конфигурации, в которой один слой или каждый из множества слоев выровнен по кривой линии на виде в сечении комбинированного кабеля, поперечном протяженности по длине кабеля, то есть поперечном направлению намотки кабеля вокруг указанной полости. Иначе говоря, жилы одного слоя или жилы в каждом из множества слоев проходят параллельно друг другу в одной криволинейной плоскости. Криволинейная конфигурация слоев может быть особенно выгодна при намотке комбинированного кабеля вокруг тела, образующего цилиндрическую полость, причем наружная поверхность указанного тела является криволинейной в направлении, поперечном направлению намотки.

Предпочтительно, один слой или каждый из указанного множества слоев является параллельным окружной плоскости, образованной множеством витков комбинированного кабеля. В такой конфигурации радиальная протяженность катушки индуктивности является очень компактной.

В любой из этих многослойных конфигураций жилы не пересекаются друг с другом, и они не переплетены или не обернуты совместно. В частности, жилы не скручены. Соответственно, еще более уменьшено механическое напряжение между проводами, что приводит к еще большей гибкости и прочности на изгиб электрического провода.

Кроме того, расположение жил в многослойной конфигурации особенно подходит для осуществления реализации разных форм поперечного сечения электрического провода. Например, провод может содержать двадцать жил, проходящих параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля в виде двух плоских слоем, расположенных друг на друге, причем каждый слой содержит десять жил, расположенных рядом друг с другом. В данной конфигурации совокупность всех жил может образовывать электрический провод с по существу прямоугольным поперечным сечением, если каждая жила одного слоя расположена сверху на жиле смежного слоя. Аналогичным образом, совокупность всех жил может образовывать электрический провод с по существу ромбовидным поперечным сечением, если слои сдвинуты относительно друг друга таким образом, что жилы одного слоя расположены в канавках, образованных между смежными жилами смежного слоя.

Каждая жила из указанного множества жил может иметь одно из следующего: круглое наружное поперечное сечение, или эллиптическое наружное поперечное сечение, или овальное наружное поперечное сечение, или прямоугольное наружное поперечное сечение, или квадратное наружное поперечное сечение. Жилы, имеющие круглое наружное поперечное сечение, могут быть предпочтительными по экономическим причинам вследствие их широкой доступности в качестве стандартных жил.

Каждая жила из указанного множества жил может иметь диаметр в диапазоне от 0,2 миллиметра до 2,3 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,2 миллиметра, или в диапазоне от 0,15 миллиметра до 1,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра.

Аналогичным образом, каждая жила из указанного множества жил может иметь площадь поперечного сечения в диапазоне от 0,1 квадратного миллиметра до 17 квадратных миллиметров, в частности, от 0,2 квадратного миллиметра до 4,5 квадратного миллиметра, или в диапазоне от 0,07 квадратного миллиметра до 7 квадратных миллиметров, в частности от 0,2 квадратного миллиметра до 1,8 квадратного миллиметра.

В качестве преимущества, жилы электрического провода встроены в материал изоляционной оболочки провода посредством экструзии или наслоения.

В целом, комбинированный кабель может иметь любое наружное поперечное сечение на виде в сечении комбинированного кабеля, поперечном протяженности по длине кабеля или поперечном направлению намотки кабеля вокруг указанной полости соответственно. Например, комбинированный кабель может иметь по существу круглое наружное поперечное сечение, или по существу прямоугольное наружное поперечное сечение, или по существу квадратное наружное поперечное сечение, или по существу эллиптическое наружное поперечное сечение, или по существу овальное наружное поперечное сечение, или по существу ромбовидное наружное поперечное сечение, или по существу трапециевидное наружное поперечное сечение, или по существу дуговое наружное поперечное сечение. В частности, комбинированный кабель может иметь некруглое наружное поперечное сечение, такое как по существу прямоугольное наружное поперечное сечение или по существу квадратное наружное поперечное сечение, или по существу эллиптическое наружное поперечное сечение, или по существу овальное наружное поперечное сечение, или по существу ромбовидное наружное поперечное сечение, или по существу трапециевидное наружное поперечное сечение, или по существу дугообразное наружное поперечное сечение. По существу дугообразное поперечное сечение имеет форму дуги или сегмента дуги.

Предпочтительно, комбинированный кабель представляет собой плоский комбинированный кабель. Иначе говоря, наружное поперечное сечение комбинированного кабеля имеет размер по ширине и размер по толщине, причем размер по толщине меньше, чем размер по ширине. В качестве преимущества, плоский комбинированный кабель обеспечивает возможность создания компактной конструкции катушки индуктивности. В данной конфигурации комбинированный кабель имеет некруглое или неквадратное наружное поперечное сечение. Иначе говоря, наружное поперечное сечение комбинированного кабеля не является ни круглым, ни квадратным. Например, наружное поперечное сечение комбинированного кабеля является по существу прямоугольным, по существу эллиптическим, по существу овальным, по существу ромбовидным, по существу трапециевидным или по существу дугообразным. В данной конфигурации комбинированный кабель также может быть назван многожильным плоским кабелем или ленточным кабелем.

Комбинированный кабель может содержать, будучи размещенным вокруг указанной полости, первую сторону, обращенную внутрь к указанной полости, и вторую сторону, противоположную первой стороне и обращенную наружу от указанной полости. Например, в случае прямоугольного наружного поперечного сечения первая сторона соответствует той стороне прямоугольного наружного поперечного сечения, которая обращена внутрь к указанной полости. Аналогичным образом, вторая сторона соответствует той стороне прямоугольного наружного поперечного сечения, которая противоположна первой стороне, то есть стороне прямоугольного наружного поперечного сечения, которая обращена наружу от указанной полости. В случае эллиптического наружного поперечного сечения первая сторона соответствует той половинной стороне эллиптического наружного поперечного сечения, которая обращена внутрь к указанной полости.

Наружное поперечное сечение, в частности некруглое наружное поперечное сечение комбинированного кабеля, может иметь первую ось симметрии, в частности первую ось симметрии, проходящую в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля. В частности, первая ось симметрии может проходить между первой стороной и второй стороной комбинированного кабеля. В качестве альтернативы или дополнительно, наружное поперечное сечение, в частности некруглое наружное поперечное сечение комбинированного кабеля, может иметь вторую ось симметрии, поперечную, в частности перпендикулярную, первой оси симметрии. Иначе говоря, некруглое наружное поперечное сечение комбинированного кабеля может иметь вторую ось симметрии, проходящую поперечно, в частности перпендикулярно, радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля.

Максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер комбинированного кабеля вдоль оси, перпендикулярной указанной первой стороне и указанной второй стороне, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения комбинированного кабеля, может находиться в диапазоне от 0,5 миллиметра и 9 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 9 миллиметров, предпочтительно от 0,9 миллиметра до 5 миллиметров.

Аналогичным образом, максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля, перпендикулярный радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер комбинированного кабеля в направлении, перпендикулярном оси, перпендикулярной указанной первой стороне и указанной второй стороне, или в направлении, параллельном по меньшей мере одной из указанных первой стороны и второй стороны, в частности максимальный размер по ширине поперечного сечения комбинированного кабеля, может находиться в диапазоне от 1 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 1,5 миллиметра до 5 миллиметров.

Электрический провод или окружная кривая, охватывающая электрический провод, соответственно, могут иметь любое поперечное сечение на виде в сечении комбинированного кабеля, поперечном протяженности по длине кабеля или поперечном направлению намотки кабеля вокруг указанной полости соответственно. Например, электрический провод может иметь по существу круглое поперечное сечение. Аналогичным образом, электрический провод может иметь некруглое поперечное сечение, в частности по существу эллиптическое поперечное сечение, или по существу овальное поперечное сечение, или по существу прямоугольное поперечное сечение, или по существу квадратное поперечное сечение, или по существу ромбовидное поперечное сечение, или по существу трапециевидное поперечное сечение, или по существу дугообразное поперечное сечение. По существу дугообразное поперечное сечение имеет форму дуги или сегмента дуги. Как указано выше, разные формы поперечного сечения электрического провода могут быть реализованы посредством соответствующего размещения множества неизолированных жил.

Предпочтительно, электрический провод представляет собой плоский электрический провод. Иначе говоря, поперечное сечение электрического провода имеет размер по ширине и размер по толщине, причем размер по толщине меньше, чем размер ширине. В качестве преимущества, плоский электрический провод обеспечивает возможность создания компактной конструкции катушки индуктивности. В данной конфигурации электрический провод имеет некруглое или неквадратное наружное поперечное сечение. Иначе говоря, поперечное сечение электрического провода не является ни круглым, ни квадратным. Например, поперечное сечение электрического провода является по существу прямоугольным, по существу эллиптическим, по существу овальным, по существу ромбовидным, по существу трапециевидным или по существу дугообразным.

Максимальный размер поперечного сечения электрического провода в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения электрического провода, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения электрического провода, перпендикулярного первой стороне, может находиться в диапазоне от 0,2 миллиметра до 2,3 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,2 миллиметра.

Аналогичным образом, максимальный размер поперечного сечения электрического провода, перпендикулярного радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности, максимальный размер поперечного сечения электрического провода, в частности максимальный размер поперечного сечения электрического провода, параллельного первой стороне, может находиться в диапазоне от 0,75 миллиметра до 6 миллиметров, в частности от 1 миллиметра до 4 миллиметров.

Электрический провод может быть расположен асимметрично относительно наружного поперечного сечения комбинированного кабеля таким образом, чтобы он находился ближе к первой стороне комбинированного кабеля, обращенной внутрь к указанной полости, чем ко второй стороне комбинированного кабеля, обращенной наружу от указанной полости. Соответственно, изоляционная оболочка провода расположена в основном в направлении второй стороны комбинированного кабеля, и таким образом она расположена в радиальном направлении еще дальше снаружи, чем электрический провод. В частности, электрический провод может быть расположен асимметрично относительно второй оси симметрии наружного поперечного сечения комбинированного кабеля. Как указано выше, вторая ось симметрии может проходить поперечно, в частности перпендикулярно, радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля. Более конкретно, электрический провод может быть расположен между первой стороной и второй осью симметрии. Таким образом обеспечивается возможность действия изоляционной оболочки провода в качестве защитной оболочки, окружающей провод, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости. Кроме того, асимметричное расположение уменьшает радиальное расстояние между электрическим проводом и указанной полостью, что обеспечивает преимущество с точки зрения напряженности переменного магнитного поля.

Дополнительно или в качестве альтернативы, электрический провод может быть расположен асимметрично относительно первой оси симметрии наружного поперечного сечения комбинированного кабеля. Как указано выше, первая ось симметрии может проходить в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности между первой стороной и второй стороной комбинированного кабеля.

В качестве преимущества, электрический провод расположен как можно ближе вокруг указанной полости. Соответственно, минимальное расстояние между электрическим проводом и первой стороной может как максимум находиться в диапазоне от 0,1 миллиметра до 0,5 миллиметра, в частности от 0,1 миллиметра до 0,3 миллиметра, или в диапазоне от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра.

Согласно настоящему изобретению, оболочка провода является электроизоляционной с целью электрической изоляции смежных витков катушки индуктивности друг от друга и таким образом предотвращения короткого замыкания.

Изоляционная оболочка провода может содержать материал для концентрирования магнитного потока. Таким образом обеспечивает возможность действия изоляционной оболочки провода также и в качестве концентратора магнитного потока. Используемый в данном документе термин «материал для концентрирования магнитного потока» относится к материалу, который способен искривлять магнитное поле и таким образом концентрировать и направлять магнитное поле или силовые линии магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности. Благодаря искривлению магнитного поля в направлении указанной полости, материал для концентрирования магнитного поля в изоляционной оболочке провода обеспечивает преимущество, состоящее в возможности концентрирования или фокусировки магнитного поля внутри указанной полости. Это обеспечивает возможность увеличения количества тепла, генерируемого в токоприемнике при заданном уровне мощности, проходящей через катушку индуктивности, по сравнению с катушками индуктивности, не имеющими концентратора потока. Таким образом обеспечивается возможность повышения эффективности генерирующего аэрозоль устройства. Кроме того, благодаря искривлению магнитного поля в направлении указанной полости, материал для концентрирования магнитного потока в изоляционной оболочке провода снижает степень распространения магнитного поля за пределы катушки индуктивности. Иначе говоря, материал для концентрирования магнитного потока в изоляционной оболочке провода действует как магнитный экран. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения нежелательного взаимодействия магнитного поля с другими чувствительными частями генерирующего аэрозоль устройства, например с металлическим наружным кожухом или с чувствительными наружными элементами, расположенными в непосредственной близости к устройству.

В частности, благодаря наличию материала для концентрирования магнитного потока, который (материал) объединен с комбинированным кабелем, обеспечивается возможность выполнения как катушки индуктивности, так и соответствующего концентратора магнитного потока в составе одной части и, таким образом, за один этап. Это обеспечивает преимущество, состоящее в сокращении ресурсов, требующихся для производства генерирующего аэрозоль устройства, с точки зрения как затрат, так и времени.

Кроме того, концентратор магнитного потока в качестве неотъемлемой части обмотки катушки обеспечивает хорошие амортизирующие свойства. В результате она способна выдерживать воздействие более высоких избыточных усилий или ударов без разрушения, по сравнению с другими конфигурациями концентратора магнитного потока, например с твердыми ферритными телами. Например, по сравнению с токоприемником, изготовленным из спеченного ферритного порошка, концентратор магнитного потока в качестве неотъемлемой части обмотки катушки обеспечивает значительно более высокую стойкость к ударной нагрузке, например обусловленной случайным падением. В дополнение, концентратор магнитного потока, являющийся неотъемлемой частью обмотки катушки, обеспечивает возможность создания более компактной конструкции генерирующего аэрозоль устройства.

В частности, термин «материал для концентрирования магнитного потока» относится к материалу, имеющему высокую относительную магнитную проницаемость. Используемый в данном документе термин «высокая относительная магнитная проницаемость» относится к относительной магнитной проницаемости, составляющей по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000. Эти приведенные в качестве примера значения относятся к максимальным значениям относительной магнитной проницаемости при частотах до 50 кГц и температуре 25 градусов по Цельсию. Соответственно, материал для концентрирования магнитного потока может содержать материал или материалы с относительной магнитной проницаемостью по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, при частотах до 50 кГц и температуре 25 градусов по Цельсию. При использовании в данном документе и в рамках данной области техники термин «относительная магнитная проницаемость» относится к отношению магнитной проницаемости материала или среды, таких как концентратор магнитного потока, к магнитной проницаемости μ_0 свободного пространства, где μ_0 равно 4π · 10^-7 Н·А-2 (4 · π · 10^-7 Ньютонов на квадратный Ампер).

В целом, изоляционная оболочка провода может содержать любой материал или комбинацию материалов, подходящих для обеспечения свойств концентратора магнитного потока, или она может быть изготовлена из них. В частности, изоляционная оболочка провода может содержать материал для концентрирования потока, удерживаемый в матрице. Матрица может содержать связующее, например полимер, такой как силикон. Соответственно, матрица может представлять собой полимерную матрицу, такую как силиконовая матрица.

Изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования потока, может содержать ферримагнитный или ферромагнитный материал, например ферритный материал, такой как ферритные частицы или ферритный порошок, удерживаемые в матрице, или любой другой подходящий материал, содержащий ферромагнитный материал, такой как железо, ферромагнитная сталь, кремнистое железо или ферромагнитная нержавеющая сталь. Аналогичным образом, изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования потока, может содержать ферримагнитный или ферромагнитный материал, такой как ферримагнитные или ферромагнитные частицы или ферримагнитный или ферромагнитный порошок, удерживаемые в матрице.

Ферромагнитный материал может содержать по меньшей мере один металл, выбранный из железа, никеля и кобальта и их комбинаций, и он может содержать другие элементы, такие как хром, медь, молибден, марганец, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, тантал, кремний. Ферромагнитный материал может содержать от приблизительно 78 процентов по весу до приблизительно 82 процентов по весу никеля, от 0 до 7 процентов по весу молибдена, остальное - железо.

Например, изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования потока, может предусматривать ламинирование, чистый феррит или запатентованную композицию на основе железа или феррита. Более конкретно, изоляционная оболочка провода, в частности, материал для концентрирования потока, может содержать слоистый материал, чистый феррит или запатентованную композицию на основе железа или феррита, доступную под одной из следующих торговых марок: Fluxtrol 100, Fluxtrol A, Fluxtrol 50, Ferrotron 559H, from Fluxtrol, Alphaform LF and Alphaform MF от Fluxtrol Inc., 1388 Atlantic Blvd. Auburn Hills, MI 48326 USA.

Материалы Fluxtrol 100, Fluxtrol A, Fluxtrol 50 содержат электрически изолированные частицы железа и органическое связующее. Они подходят для разных частотных диапазонов. В то время как Fluxtrol 100 и Fluxtrol A особенно подходят для частот до 50 килогерц, Fluxtrol 50 подходит для частот от 10 килогерц до 1000 килогерц. Все три материала характеризуются хорошей механической прочностью, обрабатываемостью и теплопроводностью.

Ferrotron 559H тоже содержит электрически изолированные частицы железа и органическое связующее, но объем связующего больше, чем в вышеуказанных материалах Fluxtrol. Ferrotron 559H подходит для средних и высоких частот в диапазоне от 10 килогерц до 3000 килогерц.

LF и MF Alphaform Alphaform представляют собой формуемые мягкие магнитные композиты, созданные на основе магнитных частиц с термически отверждаемым эпоксидным связующим. Alphaform LF подходит для частот от 1 килогерца до 80 килогерц, в то время как Alphaform MF подходит для частот от 10 килогерц до 1000 килогерц.

В качестве альтернативы или дополнительно, изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования потока, может содержать по меньшей мере одно из мю-металла или пермаллоя. Мю-металл представляет собой никель-железный мягкий ферромагнитный сплав с очень высокой магнитной проницаемостью, в частности от приблизительно 80000 до 100000. Например, мю-металл может содержать приблизительно 77 процентов по весу никеля, 16 процентов по весу железа, 5 процентов по весу меди и 2 процентов по весу хрома или молибдена. Аналогичным образом, мю-металл может содержать 80 процентов по весу никеля, 5 процентов по весу молибдена, небольшое количество различных других элементов, таких как кремний, остальные 12-15 процентов по весу - железо. Пермаллои представляют собой никель-железные магнитные сплавы, которые обычно содержат дополнительные элементы, такие как молибден, медь и/или хром.

Для увеличения магнитного потока между изоляционными оболочками проводов на смежных витках катушки индуктивности, указанное множество витков предпочтительно находятся в физическом контакте друг с другом, то есть указанное множество витков предпочтительно примыкают друг к другу. В частности, указанное множество витков предпочтительно могут находиться в физическом контакте друг с другом таким образом, что по меньшей мере изоляционные оболочки провода на смежных витках находятся в контакте друг с другом, иначе говоря, примыкают друг к другу. Однако возможно также наличие небольшого зазора между смежными витками катушки индуктивности. Указанный зазор может составлять максимум 0,75 миллиметра, в частности максимум 0,5 миллиметра, предпочтительно максимум 0,25 миллиметра.

Хотя оболочка провода может содержать металлические материалы и, следовательно, электропроводные материалы, эта оболочка провода в целом по-прежнему является электроизоляционной, то есть неэлектропроводной, для предотвращения короткого замыкания между смежными витками катушки индуктивности.

Согласно конкретному аспекту настоящего изобретения, комбинированный кабель может представлять собой многослойный комбинированный кабель, содержащий электроизоляционный слой оболочки провода, образующий изоляционную оболочку провода, и дополнительно содержащий по меньшей мере один из опорного слоя, слоя для концентрирования потока или экранирующего слоя. Многослойная конфигурация комбинированного кабеля обеспечивает возможность объединения нескольких функций в одном кабеле и, в частности, возможность реализации этих функции за один этап. Это обеспечивает преимущество, состоящее в сокращении ресурсов, требующихся для изготовления генерирующего аэрозоль устройства, с точки зрения как затрат, так и времени.

Опорный слой служит, в первую очередь, для повышения механической прочности комбинированного кабеля. Предпочтительно, опорный слой не влияет на индукционные характеристики магнитного поля, генерируемого под действием тока, протекающего через электрический провод. Иначе говоря, опорный слой предпочтительно является электромагнитно-инертным. Соответственно, опорный слой предпочтительно содержит электромагнитно-инертный материал, в частности по меньшей мере один из полиэфирэфиркетона или полиарилтеркетона.

Опорный слой может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,5 миллиметра. С одной стороны, эти значения толщины достаточно велики для обеспечения достаточной механической прочности. С другой стороны, эти значения толщины все равно достаточно малы для сохранения как можно меньшей радиальной протяженности обмотки катушки для оптимального использования ограниченного монтажного пространства в таких устройствах.

Опорный слой предпочтительно расположен на той стороне изоляционной оболочки провода, которая обращена внутрь к указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости.

Электрический провод может быть частично встроен в опорный слой. Иначе говоря, опорный слой может покрывать по меньшей мере часть электрического провода. В частности, опорный слой может покрывать по меньшей мере ту сторону электрического провода, которая обращена внутрь к указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости.

Еще более предпочтительно, опорный слой представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий первую сторону комбинированного кабеля.

Слой для концентрирования магнитного потока выполнен с возможностью действия в качестве концентратора магнитного потока, который способен искривлять магнитное поле и таким образом концентрировать и направлять магнитное поле, генерируемое катушкой индуктивности, внутри указанной полости, как описано выше в отношении материала для концентрирования магнитного потока, при необходимости содержащегося в изоляционной оболочке провода. В этом смысле слой для концентрирования магнитного потока предпочтительно может быть обеспечен вместо материала для концентрирования магнитного потока, содержащегося в изоляционной оболочке провода. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности содействия предотвращению возможных проблем при использовании электропроводных материалов для концентрирования потока, таких как металлические материалы для концентрирования потока, в оболочке провода, которая должна быть в целом электроизоляционной для предотвращения короткого замыкания между смежными витками катушки индуктивности. Однако возможно также, чтобы слой изоляционной оболочки провода содержал материал для концентрирования потока, в дополнение к слою для концентрирования потока.

Для действия в качестве концентратора магнитного потока, слой для концентрирования магнитного потока может содержать материал для концентрирования магнитного потока, в частности любой из материалов для концентрирования магнитного потока, описанных выше в отношении изоляционной оболочки провода Подробности об этих материалах уже были описаны, и они в равной степени применимы к слою для концентрирования потока.

Слой для концентрирования потока предпочтительно расположен на той стороне слоя изоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг полости.

Экранирующий слой может служить для уменьшения нежелательных воздействий магнитного поля в областях, находящихся снаружи экранирующего слоя, и наоборот, для уменьшения искажения магнитного поля под действием электропроводных материалов или материалов с высокой высокомагнитной восприимчивостью, находящихся в непосредственной близости к устройству или в кожухе самого устройства.

Для этого экранирующий слой может содержать электропроводный материал, такой как металл. В частности, экранирующий слой может содержать по меньшей мере одно из алюминия, меди, олова, стали, золота, серебра, электропроводного полимера, феррита или любой их комбинации. Например, экранирующий слой может представлять собой металлическое покрытие, нанесенное на ту сторону слоя электроизоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости. Металлическое покрытие может быть нанесено любым подходящим способом, например в виде металлической краски, металлической пасты или посредством процесса осаждения из паровой фазы.

Экранирующий слой предпочтительно расположен на той стороне слоя изоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости. Предпочтительно, экранирующий слой может представлять собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий вторую сторону комбинированного кабеля.

Если в состав многослойного композитного кабеля входят оба концентратор магнитного потока и защитный слой, концентратор магнитного потока предпочтительно расположен поверх электрически изоляционного слоя оболочки проводника (предпочтительно на стороне слоя изоляции оболочки, обращенной наружу от полости, когда композитный кабель расположен вокруг полости), и экранированный слой расположен поверх концентратора флюса, предпочтительно, как, например, быть кромочным слоем, в частности, краевой слой, образующий вторую сторону композитного кабеля.

Для улучшения экранирующего эффекта катушка индуктивности может быть дополнительно окружена трубкой, гильзой, лентой или фольгой, которые являются электропроводными. Предпочтительно, указанные окружающие трубка, гильза, лента или фольга находятся в физическом контакте с экранирующим слоем каждого витка катушки индуктивности.

Экранирующий слой может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,3 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 5,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,75 миллиметра. Эти значения толщины хорошо подходят для сохранения как можно меньшей радиальной протяженности обмотки катушки, но при этом они по-прежнему обеспечивают возможность создания достаточного экранирующего эффекта.

Аналогичным образом, слой для концентрирования магнитного потока может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,3 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 5,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,75 миллиметра.

Слой изоляционной оболочки провода может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,2 миллиметра до 6 миллиметров, в частности от 0,4 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,15 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 1 миллиметра, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 1,5 миллиметра, или в диапазоне от 0,5 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 4 миллиметров, или от 0,7 миллиметров до 3 миллиметра, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 9,2 миллиметра, в частности от 0,45 миллиметра до 3,1 миллиметра, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 7,2 миллиметра, в частности от 0,45 миллиметра до 2,6 миллиметра, или в диапазоне от 0,45 миллиметра до 3,7 миллиметра, в частности от 0,5 миллиметра до 2,85 миллиметра.

Часть слоя изоляционной оболочки провода, в которую встроен провод на стороне, противоположной первой стороне, может иметь толщину в диапазоне от 0,2 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра, или в диапазоне от 0,2 миллиметра до 5 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 1,5 миллиметра. Эти значения толщины особенно подходят для обеспечения достаточной концентрации магнитного потока магнитного поля в случае, если изоляционная оболочка провода содержит материал для концентрирования потока.

Провод может быть полностью встроен в кожух изоляционной оболочкой провода. В качестве альтернативы, провод может быть частично встроен в изоляционную оболочку провода, в частности в слой изоляционной оболочки провода, и частично - в опорный слой таким образом, чтобы быть полностью окруженным изоляционной оболочкой провода, в частности слоем изоляционной оболочки провода, и опорным слоем.

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать по меньшей мере один токоприемник (сусцептор), который представляет собой часть устройства. В качестве альтернативы, указанный по меньшей мере один токоприемник (сусцептор) может представлять собой неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, которое содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. В качестве части устройства, указанный по меньшей мере один токоприемник размещен или выполнен с возможностью размещения по меньшей мере частично внутри указанной полости таким образом, чтобы находиться в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте, предпочтительно физическом контакте, с ним во время использования.

Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который способен к индукционному нагреву до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать ферромагнитный материал, например ферритный чугун, или ферромагнитную сталь, или нержавеющую сталь. Подходящий токоприемник может представлять собой алюминий или содержать его. Предпочтительные токоприемники (сусцепторы) могут быть выполнены из нержавеющей стали серии 400, например нержавеющей стали марки 410, или марки 420, или марки 430.

Токоприемник может иметь множество геометрических конфигураций. Токоприемник может содержать или представлять собой токоприемный (сусцепторный) штырь, токоприемный (сусцепторный) стержень, токоприемное (сусцепторное) лезвие, токопримную полосу или токоприемную (сусцепторную) пластину. Если токоприемник (сусцептор) представляет собой часть генерирующего аэрозоль устройства, то указанные токоприемный штырь, токоприемный стержень, токоприемнное лезвие, токоприемная полоса или токоприемная пластина могут выступать в полость устройства, предпочтительно в направлении отверстия указанной полости для вставки генерирующего аэрозоль изделия в указанную полость.

Токоприемник может содержать или может представлять собой нитевидный токоприемник, сетчатый токоприемник или фитильный токоприемник.

Аналогичным образом, токоприемник может содержать или может представлять собой токоприемную гильзу, токоприемную чашку, цилиндрический токоприемник или трубчатый токоприемник. Предпочтительно, внутренняя полость токоприемной гильзы, токоприемной чашки, цилиндрического токоприемника или трубчатого токоприемника выполнена с возможностью съемного размещения в ней по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия.

Вышеуказанные токоприемники (сусцепторы) могут иметь любую форму поперечного сечения, например круглую, овальную, квадратную, прямоугольную, треугольную или любую другую подходящую форму.

В дополнение к катушке индуктивности, индукционная нагревательная конструкция может содержать генератор переменного тока (AC). Генератор переменного тока может получать питание от источника питания генерирующего аэрозоль устройства. Генератор переменного тока функционально соединен с указанной по меньшей мере одной катушкой индуктивности. В частности, указанная по меньшей мере одна катушка индуктивности может представлять собой неотъемлемую часть генератора переменного тока. Генератор переменного тока выполнен с возможностью генерирования высокочастотного колебательного тока, пропускаемого через катушку индуктивности для генерирования переменного электромагнитного поля. Переменный ток может подаваться на катушку индуктивности непрерывно после активации системы, или он может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке.

Предпочтительно, индукционная нагревательная конструкция содержит преобразователь постоянного тока в переменный ток, соединенный с источником питания постоянного тока, содержащим LC-цепь, в свою очередь содержащую последовательно соединенные конденсатор и катушку индуктивности.

Индукционная нагревательная конструкция предпочтительно выполнена с возможностью генерирования высокочастотного электромагнитного поля. В контексте данного документа частота высокочастотного электромагнитного поля может находиться в диапазоне от 500 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц).

Генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать контроллер, выполненный с возможностью управления работой устройства. В частности, контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой индукционной нагревательной конструкции, предпочтительно в конфигурации с обратной связью, для управления нагревом образующего аэрозоль субстрата до заданной рабочей температуры. Рабочая температура, используемая для нагрева образующего аэрозоль субстрата, может составлять по меньшей мере 180 градусов по Цельсию, в частности по меньшей мере 300 градусов по Цельсию, предпочтительно по меньшей мере 350 градусов по Цельсию, более предпочтительно по меньшей мере 370 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно по меньшей мере 400 градусов по Цельсию. Эти температуры представляют собой обычные рабочие температуры для нагрева, но не сжигания, образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, рабочая температура находится в диапазоне от 180 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию, в частности от 180 градусов по Цельсию до 240 градусов по Цельсию или от 280 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию. В целом, рабочая температура может зависеть от по меньшей мере одного из типа образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву, конфигурации токоприемника и расположения токоприемника относительно образующего аэрозоль субстрата при использовании системы. Например, если токоприемник выполнен и расположен таким образом, что он окружает образующий аэрозоль субстрат при использовании системы, то рабочая температура может находиться в диапазоне от 180 градусов по Цельсию до 240 градусов по Цельсию. Аналогичным образом, если токоприемник выполнен таким образом, что он расположен внутри образующего аэрозоль субстрата при использовании системы, то рабочая температура может находиться в диапазоне от 280 градусов по Цельсию до 370 градусов по Цельсию. Рабочая температура, описанная выше, предпочтительно относится к температуре токоприемника при использовании.

Контроллер может содержать микропроцессор, например, программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (application specific integrated chip, ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты, такие как по меньшей мере один преобразователь постоянного тока в переменный ток и/или усилители мощности, например, усилитель мощности класса С, класса D или класса E. В частности, индукционная нагревательная конструкция может представлять собой часть контроллера.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать источник питания, в частности источник питания постоянного тока, выполненный с возможностью подачи питающего напряжения постоянного тока и питающего постоянного тока на индукционную нагревательную конструкцию. Предпочтительно, источник питания представляет собой батарею, такую как литий-железо-фосфатная батарея. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, то есть источник питания может быть перезаряжаемым. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточной энергии для одного или более сеансов использования. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций индукционной нагревательной конструкции.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать основной корпус, который предпочтительно содержит по меньшей мере одно из индукционной нагревательной конструкции, в частности по меньшей мере одной катушки индуктивности, контроллера, источника питания и по меньшей мере части указанной полости.

В дополнение к основному корпусу, генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать мундштук, в частности, в том случае, если генерирующее аэрозоль изделие, подлежащее использованию с устройством, не содержит мундштука. Мундштук может быть установлен на основном корпусе устройства. Мундштук может быть выполнен с возможностью закрытия указанной полости при установке мундштука на основном корпусе. Для прикрепления мундштука к основному корпусу ближний концевой участок основного корпуса может содержать магнитное или механическое крепление, например штыковое крепление или защелкивающееся крепление, которое взаимодействует с соответствующей ответной частью на дальнем концевом участке мундштука. Если устройство не содержит мундштука, то генерирующее аэрозоль изделие, подлежащее использованию с генерирующим аэрозоль устройством, может содержать мундштук, например фильтрующую заглушку.

Генерирующее аэрозоль устройство может содержать по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха, например выпускное отверстие для воздуха в мундштуке (при его наличии).

Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство содержит путь для воздуха, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха через указанную полость и, возможно, далее до выпускного отверстия для воздуха в мундштуке, при его наличии. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха, сообщающееся по текучей среде с указанной полостью. Соответственно, генерирующая аэрозоль система может содержать путь для воздуха, проходящий от указанного по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха в приемную полость и, возможно, далее через образующий аэрозоль субстрат внутри изделия и через мундштук в рот пользователя.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, устройство может содержать индукционный модуль, образующий по меньшей мере часть указанной полости. Катушка индуктивности может быть расположена на внутренней поверхности индукционного модуля. В качестве альтернативы, катушка индуктивности может быть расположена на наружной поверхности индукционного модуля. В частности, катушка индуктивности может быть расположена в углублении, например кольцевом углублении, во внутренней или наружной поверхности индукционного модуля.

Индукционный модуль может представлять собой индукционный модуль в форме гильзы, в частности цилиндрический индукционный модуль, образующий цилиндрическую полость. Предпочтительно, индукционный модуль расположен, в частности съемно расположен, внутри кожуха устройства.

В связи с этим, в настоящем изобретении также предложен индукционный модуль, выполненный с возможностью размещения внутри генерирующего аэрозоль устройства таким образом, чтобы образовывать по меньшей мере часть полости устройства или располагаться по ее окружности, причем указанная полость выполнена с возможностью съемного размещения образующего аэрозоль субстрата, подлежащего индукционному нагреву. Индукционный модуль содержит по меньшей мере одну катушку индуктивности для генерирования переменного электромагнитного поля внутри указанной полости при использовании, причем указанная по меньшей мере одна катушка индуктивности расположена вокруг по меньшей мере части указанной полости, когда индукционный модуль размещен в устройстве. Катушка индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля, расположенного вокруг по меньшей мере части указанной полости, причем комбинированный кабель содержит электрический провод, по меньшей мере частично встроенный в изоляционную оболочку провода и содержащий множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом.

Дополнительные признаки и преимущества индукционного модуля, в частности катушки индуктивности и комбинированного кабеля, были описаны в отношении генерирующего аэрозоль устройства и повторно описываться не будут.

Согласно настоящему изобретению, также предложена генерирующая аэрозоль система, которая содержит генерирующее аэрозоль устройство согласно настоящему изобретению, описанное в данном документе. Система дополнительно содержит генерирующее аэрозоль изделие для использования с указанным устройством, причем указанное изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий индукционному нагреву с помощью устройства. Генерирующее аэрозоль изделие размещено или выполнено с возможностью по меньшей мере частичного размещения в полости устройства.

Как указано выше, указанный по меньшей мере один токоприемный (сусцепторный) элемент, используемый для индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата, может представлять собой неотъемлемую часть генерирующего аэрозоль изделия, а не часть генерирующего аэрозоль устройства. Соответственно, генерирующее аэрозоль изделие может содержать по меньшей мере один токоприемник, расположенный в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте с ним, так что при использовании обеспечивается возможность индукционного нагрева токоприемника посредством индукционной нагревательной конструкции при размещении изделия в полости устройства.

Дополнительные признаки и преимущества генерирующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению были описаны в отношении генерирующего аэрозоль устройства и повторно описываться не будут.

При использовании в данном документе термин «генерирующее аэрозоль устройство» в целом относится к электрическому устройству, которое способно взаимодействовать с по меньшей мере одним образующим аэрозоль субстратом, в частности с образующим аэрозоль субстратом, обеспеченным внутри генерирующего аэрозоль изделия, таким образом, чтобы генерировать аэрозоль в результате нагрева субстрата. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство представляет собой ингаляционное устройство для генерирования аэрозоля, который может непосредственного вдыхаться пользователем через рот. В частности, генерирующее аэрозоль устройство представляет удерживаемое в руке генерирующее аэрозоль устройство.

При использовании в данном документе, термин «токоприемник» относится к элементу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло под действием переменного магнитного поля. Это может быть результатом потерь на гистерезис и/или вихревых токов, индуцируемых в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала. Потери на гистерезис возникают в ферромагнитных или ферримагнитных токоприемниках вследствие перемагничивания магнитных доменов внутри материала под действием переменного электромагнитного поля. Вихревые токи могут индуцироваться, если токоприемник является электропроводным. В случае электропроводного ферромагнитного или ферримагнитного токоприемника тепло может генерироваться за счет как вихревых токов, так и потерь на гистерезис.

При использовании в данном документе, термин «генерирующее аэрозоль изделие» относится к изделию, содержащему по меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат, который при нагреве выделяет летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Предпочтительно, генерирующее аэрозоль изделие представляет собой нагреваемое генерирующее аэрозоль изделие. Иначе говоря, генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат, который предназначен для нагрева, а не сжигания, с целью выделения летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой расходную часть, в частности расходную часть, подлежащую утилизации после однократного использования. Например, изделие может представлять собой картридж, содержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. В качестве альтернативы, изделие может представлять собой стержнеобразное изделие, в частности табачное изделие, похожее на обычные сигареты. Как указано выше, изделие может дополнительно содержать по меньшей мере один токоприемник, расположенный в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте с ним, так что при использовании обеспечивается возможность индукционного нагрева токоприемника посредством индукционной нагревательной конструкции при размещении изделия в полости устройства.

При использовании в данном документе, термин «образующий аэрозоль субстрат» обозначает субстрат, изготовленный из образующего аэрозоль материала, который способен выделять летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля, или содержащий этот материал. Образующий аэрозоль субстрат предназначен для нагрева, а не сжигания, с целью выделения летучих соединений, образующих аэрозоль. Образующий аэрозоль субстрат может представлять собой твердый образующий аэрозоль субстрат, или жидкий образующий аэрозоль субстрат, или гелеобразный образующий аэрозоль субстрат, или любую их комбинацию. Иначе говоря, образующий аэрозоль субстрат может содержать, например, как жидкие, так и твердые компоненты. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из субстрата при нагреве. В качестве альтернативы или дополнительно, образующий аэрозоль субстрат может содержать материал, не являющийся табаком. Образующий аэрозоль субстрат может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль. Образующий аэрозоль субстрат может также содержать другие добавки и ингредиенты, такие как никотин или ароматизаторы. Образующий аэрозоль субстрат может также представлять собой пастообразный материал, пакетик из пористого материала, содержащий образующий аэрозоль субстрат, или, например, рассыпной табак, смешанный с гелеобразующим веществом или клейким веществом, который может содержать обычное вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин, и который спрессован или отформован в виде заглушки.

При использовании в данном документе, термин «генерирующая аэрозоль система» относится к комбинации генерирующего аэрозоль изделия, дополнительно описанного в данном документе, с генерирующим аэрозоль устройством согласно настоящему изобретению, описанным в данном документе. В указанной системе изделие и устройство взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.

Ниже приведен неисчерпывающий перечень неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков в этих примерах может комбинироваться с любым одним или более признаками в другом примере, варианте осуществления или аспекте, описанных в данном документе.

Пример 1

Генерирующее аэрозоль устройство для генерирования аэрозоля путем индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата, содержащее:

кожух устройства, содержащий полость, выполненную с возможностью съемного размещения по меньшей мере части образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву;

индукционную нагревательную конструкцию, содержащую катушку индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости, причем катушка индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля, расположенного вокруг по меньшей мере части указанной полости и содержащего электрический провод, встроенный по меньшей мере частично в изоляционную оболочку провода и содержащий множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом.

Пример 2

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 1, в котором жилы проходят параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля.

Пример 3

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1 или 2, в котором жилы проходят параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля в виде одного слоя.

Пример 4

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1 или 2, в котором жилы проходят параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля в виде множестве слоев, расположенных друг на друге, в частности в виде двух, трех или четырех слоев, расположенных друг на друге.

Пример 5

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 4, в котором по меньшей мере часть жил каждого слоя расположена в канавках, образованных между смежными жилами смежного слоя.

Пример 6

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 3-5, в котором один слой или каждый из указанного множества слоев представляет собой плоский слой.

Пример 7

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 3-5, в котором один слой или каждый из указанного множества слоев представляет собой криволинейный слой.

Пример 8

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 3-7, в котором один слой или каждый из указанного множества слоев является параллельным окружной плоскости, образованной указанным множеством витков комбинированного кабеля.

Пример 9

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором каждая жила из указанного множества жил имеет круглое наружное поперечное сечение, или эллиптическое наружное поперечное сечение, или овальное наружное поперечное сечение, или прямоугольное наружное поперечное сечение или квадратное наружное поперечное сечение.

Пример 10

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором каждая жила из указанного множества жил имеет диаметр в диапазоне от 0,2 миллиметра до 2,3 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,2 миллиметра, или в диапазоне от 0,15 миллиметра до 1,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра.

Пример 11

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором каждая жила из указанного множества жил имеет площадь поперечного сечения в диапазоне от 0,1 квадратного миллиметра до 17 квадратных миллиметров, в частности от 0,2 квадратного миллиметра до 4,5 квадратного миллиметра, или в диапазоне от 0,07 квадратного миллиметра до 7 квадратных миллиметров, в частности от 0,2 квадратного миллиметра до 1,8 квадратного миллиметра.

Пример 12

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором комбинированный кабель представляет собой плоский комбинированный кабель.

Пример 13

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1-12, в котором комбинированный кабель имеет круглое поперечное сечение.

Пример 14

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1-12, в котором комбинированный кабель имеет некруглое наружное поперечное сечение, в частности по существу прямоугольное наружное поперечное сечение, или по существу квадратное наружное поперечное сечение, или по существу эллиптическое наружное поперечное сечение, или по существу овальное наружное поперечное сечение, или по существу ромбовидное наружное поперечное сечение, или по существу трапециевидное наружное поперечное сечение, или по существу дугообразное наружное поперечное сечение.

Пример 15

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором комбинированный кабель, будучи расположенным вокруг указанной полости, содержит первую сторону, обращенную внутрь к указанной полости, и вторую сторону, противоположную первой стороне и обращенную наружу от указанной полости.

Пример 16

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором наружное поперечное сечение, в частности некруглое наружное поперечное сечение комбинированного кабеля, имеет первую ось симметрии, в частности первую ось симметрии, проходящую между указанными первой стороной и второй стороной или проходящую в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля.

Пример 17

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 16, в котором наружное поперечное сечение, в частности некруглое наружное поперечное сечение, комбинированного кабеля, имеет вторую ось симметрии, поперечную, в частности перпендикулярную, первой оси симметрии.

Пример 18

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер комбинированного кабеля вдоль оси, перпендикулярной указанной первой стороне и указанной второй стороне, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения комбинированного кабеля, находится в диапазоне от 0,5 миллиметра до 9 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 9 миллиметров, предпочтительно от 0,9 миллиметра до 5 миллиметров.

Пример 19

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля, перпендикулярного радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер комбинированного кабеля в направлении, перпендикулярном оси, перпендикулярной указанной первой стороне и указанной второй стороне, или в направлении, параллельном по меньшей мере одной из указанной первой стороны и указанной второй стороны, в частности максимальный размер по ширине указанного поперечного сечения комбинированного кабеля, находится в диапазоне от 1 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 1,5 миллиметра до 5 миллиметров.

Пример 20

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1-19, в котором электрический провод имеет по существу круглое наружное поперечное сечение.

Пример 21

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 1-19, в котором электрический провод имеет некруглое наружное поперечное сечение, в частности по существу прямоугольное наружное поперечное сечение, или по существу квадратное наружное поперечное сечение, или по существу эллиптическое наружное поперечное сечение, или по существу овальное наружное поперечное сечение, или по существу ромбовидное наружное поперечное сечение, или по существу трапециевидное наружное поперечное сечение, или по существу дугообразное наружное поперечное сечение.

Пример 22

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором электрический провод представляет собой плоский электрический провод.

Пример 23

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором максимальный размер поперечного сечения электрического провода в радиальном направлении относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения электрического провода, в частности максимальный размер по толщине поперечного сечения электрического провода, перпендикулярного указанной первой стороне, может находиться в диапазоне от 0,2 миллиметра до 2,3 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,2 миллиметра.

Пример 24

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором максимальный размер поперечного сечения электрического провода, перпендикулярного радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля, в частности максимальный размер по ширине поперечного сечения электрического провода, в частности максимальный размер по ширине поперечного сечения электрического провода, параллельного указанной первой стороне, может находиться в диапазоне от 0,75 миллиметра и 6 миллиметров, в частности от 1 миллиметра до 4 миллиметров.

Пример 25

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором комбинированный кабель, расположенный вокруг указанной полости, содержит первую сторону, обращенную внутрь к указанной полости, и вторую сторону, противоположную первой стороне и обращенную наружу от указанной полости, причем провод расположен асимметрично относительно наружного поперечного сечения комбинированного кабеля таким образом, что он находится ближе к первой стороне, чем ко второй стороне комбинированного кабеля, в частности асимметрично относительно второй оси симметрии наружного поперечного сечения комбинированного кабеля, поперечного, в частности перпендикулярного, радиальному направлению относительно указанного множества витков комбинированного кабеля.

Пример 26

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором минимальное расстояние между электрическим проводом и первой стороной кабеля, обращенной внутрь к указанной полости, находится в диапазоне от 0,1 миллиметра до 0,5 миллиметра, в частности от 0,1 миллиметра до 0,3 миллиметра, или в диапазоне от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра.

Пример 27

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором изоляционная оболочка провода содержит материал для концентрирования магнитного потока.

Пример 28

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 27, в котором материал для концентрирования потока удерживается в матрице.

Пример 29

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования магнитного потока, содержит по меньшей мере одно из ферримагнитного материала, или ферромагнитного материала, или мю-металла, или пермаллоя.

Пример 30

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором изоляционная оболочка провода, в частности материал для концентрирования магнитного потока, содержит материал или материалы с максимальной относительной магнитной проницаемостью по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, при частотах до 50 кГц и температуре 25 градусов по Цельсию.

Пример 31

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любым из предыдущих примеров, в котором указанное множество витков находятся в контакте друг с другом, предпочтительно прилегают друг к другу.

Пример 32

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором комбинированный кабель представляет собой многослойный комбинированный кабель, содержащий электроизоляционный слой оболочки провода, образующий изоляционную оболочку провода, и дополнительно содержащий по меньшей мере один из опорного слоя, слоя для концентрирования потока или экранирующего слоя.

Пример 33

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 32, в котором опорный слой содержит электромагнитно-инертный материал, в частности по меньшей мере один из полиэфирэфиркетона или полиарилэфиркетона.

Пример 34

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32 или 33, в котором опорный слой имеет толщину слоя в диапазоне от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,5 миллиметра.

Пример 35

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-34, в котором провод частично встроен в опорный слой.

Пример 36

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-35, в котором опорный слой представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий первую сторону комбинированного кабеля.

Пример 37

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-36, в котором экранирующий слой содержит электропроводный материал, в частности по меньшей мере одно из алюминия, меди, олова, стали, золота, серебра, электропроводного полимера, феррита или любой их комбинации.

Пример 38

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-37, в котором экранирующий слой представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий вторую сторону комбинированного кабеля.

Пример 39

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-38, в котором экранирующий слой имеет толщину слоя в диапазоне от 0,3 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 5,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,75 миллиметра.

Пример 40

Генерирующее аэрозоль устройство, согласно любому из примеров 32-39, в котором слой для концентрирования потока содержит материал для концентрирования магнитного потока.

Пример 41

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 40, в котором материал для концентрирования магнитного потока удерживается в матрице.

Пример 42

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-41, в котором слой для концентрирования потока, в частности материал для концентрирования магнитного потока слоя для концентрирования потока, содержит по меньшей мере одно из ферримагнитного материала, или ферромагнитного материала, или мю-металла, или пермаллоя.

Пример 43

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-42, в котором слой для концентрирования потока, в частности материал для концентрирования магнитного потока слоя для концентрирования потока, содержит материал или материалы с максимальной относительной магнитной проницаемостью, составляющей по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, при частотах до 50 кГц и температуре 25 градусов по Цельсию.

Пример 44

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любым из примеров 32-43, в котором слой электроизоляционной оболочки провода не содержит материала для концентрирования магнитного потока.

Пример 45

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-44, в котором опорный слой расположен на стороне изоляционной оболочки провода, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости.

Пример 46

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-45, в котором слой для концентрирования потока расположен на той стороне слоя изоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости.

Пример 47

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-46, в котором экранирующий слой расположен на той стороне слоя изоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости.

Пример 48

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-47, в котором многослойный комбинированный кабель содержит как слой для концентрирования потока, так и экранирующий слой, причем слой для концентрирования потока расположен сверху на слое электроизоляционной оболочки провода, предпочтительно на той стороне слоя изоляционной оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости, когда комбинированный кабель расположен вокруг указанной полости, а экранирующий слой расположен сверху на слое для концентрирования магнитного потока и предпочтительно представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий вторую сторону комбинированного кабеля.

Пример 49

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-48, в котором слой изоляционной оболочки провода имеет толщину слоя в диапазоне от 0,2 миллиметра до 6 миллиметров, в частности от 0,4 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,15 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 1 миллиметра, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 1,5 миллиметра, или в диапазоне от 0,5 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 4 миллиметра или от 0,7 миллиметра до 3 миллиметров, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 9,2 миллиметра, в частности от 0,45 миллиметра до 3,1 миллиметра, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 7,2 миллиметра, в частности от 0,45 миллиметра до 2,6 миллиметра, или в диапазоне от 0,45 миллиметра до 3,7 миллиметра, в частности от 0,5 миллиметра до 2,85 миллиметра,

Пример 50

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 32-49, в котором та часть слоя изоляционной оболочки провода, в которую встроен провод на стороне, противоположной указанной первой стороне, имеет толщину в диапазоне от 0,2 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра, или в диапазоне от 0,2 миллиметра до 5 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 1,5 миллиметра.

Пример 51

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, в котором провод полностью встроен в изоляционную оболочку провода.

Пример 52

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров, содержащее индукционный модуль, образующий по меньшей мере часть указанной полости, причем катушка индуктивности расположена на внутренней поверхности индукционного модуля или на наружной поверхности индукционного модуля в форме гильзы.

Пример 53

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 52, в котором индукционный модуль представляет собой индукционный модуль в форме гильзы, в частности цилиндрический индукционный модуль, такой как образующий цилиндрическую полость.

Пример 54

Генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из примеров 52 или 53, в котором индукционный модуль расположен, в частности съемно расположен, внутри кожуха устройства.

Пример 55

Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее по меньшей мере один токоприемник, расположенный по меньшей мере частично внутри указанной полости.

Пример 56

Генерирующее аэрозоль устройство согласно примеру 46, в котором токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник или токоприемную гильзу.

Пример 57

Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство согласно любому из предыдущих примеров и генерирующее аэрозоль изделие, размещенное или выполненное с возможностью размещения в полости устройства, причем генерирующее аэрозоль изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву.

Пример 58

Генерирующее аэрозоль изделие согласно примеру 57, в котором генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один токоприемник, расположенный в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте с ним, так что при использовании обеспечивается возможность индукционного нагрева токоприемника с помощью индукционной нагревательной конструкции при размещении изделия в полости устройства.

Примеры дополнительно описаны ниже со ссылкой на фигуры, на которых:

на Фиг. 1 показан схематический продольный разрез генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 2 показан схематический продольный разрез генерирующей аэрозоль системы согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг. 3 показан первый вариант осуществления индукционного модуля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно Фиг. 1;

на Фиг. 4 показан второй вариант осуществления индукционного модуля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 5 показан третий вариант осуществления индукционного модуля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 6 показан первый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно Фиг. 1;

на Фиг. 7 показан второй вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 8 показан третий вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 9 показан четвертый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 10 показан пятый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 11 показан шестой вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 12 показан седьмой вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 13 показан восьмой вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 14 показан девятый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 15 показан десятый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 16 показан одиннадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 17 показан двенадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 18 показан тринадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 19 показан четырнадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению;

на Фиг. 20 показан пятнадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе, согласно настоящему изобретению; и

на Фиг. 21 показан шестнадцатый вариант осуществления комбинированного кабеля, используемого в генерирующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению.

На Фиг. 1 показано схематическое изображение в разрезе первого приведенного в качестве примера варианта осуществления генерирующей аэрозоль системы 1 согласно настоящему изобретению. Система 1 выполнена с возможностью генерирования аэрозоля путем индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата 97. Система 1 содержит два основных компонента: генерирующее аэрозоль изделие 90, содержащее образующий аэрозоль субстрат 97, подлежащий нагреву, и генерирующее аэрозоль устройство 10 для использования с изделием 90. Устройство 10 содержит полость 20 для приема изделия 90 и индукционную нагревательную конструкцию 30 для нагрева субстрата 97 внутри изделия 90 при вставке изделия 90 в полость 20.

Изделие 90 имеет стержнеобразную форму, схожую с формой обычной сигареты. В данном варианте осуществления изделие 90 содержит четыре элемента, расположенных с соосным выравниванием: субстратный элемент 91, опорный элемент 92, элемент 94 для охлаждения аэрозоля и фильтрующую заглушку 95. Субстратный элемент расположен на дальнем конце изделия 90 и содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву. Образующий аэрозоль субстрат 97 может содержать, например, гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля. Опорный элемент 92 содержит полую сердцевину, образующую центральный проход 93 для воздуха. Фильтрующая заглушка 95 служит в качестве мундштука и может содержать, например, ацетилцеллюлозные волокна. Все четыре элемента представляют собой по существу цилиндрические элементы, расположенные последовательно один за другим. Элементы имеют по существу одинаковый диаметр и окружены наружной оберткой 96, изготовленной из сигаретной бумаги, таким образом, что образован цилиндрический стержень. Наружная обертка 96 может быть обернута вокруг вышеуказанных элементов таким образом, чтобы свободные концы обертки перекрывались друг с другом. Обертка может дополнительно содержать клей, который приклеивает перекрывающиеся свободные концы обертки друг к другу.

Устройство 10 содержит по существу стержнеобразный основной кожух 11, образованный по существу цилиндрическим кожухом 19 устройства. Внутри дальней части 13 устройство 10 содержит источник 16 питания, например литий-ионную батарею, и электрическую схему 17, содержащую контроллер для управления работой устройства 10, в частности для управления процессом нагрева. Внутри ближней части 14, противоположной дальней части 13, устройство 10 содержит полость 20. Приемная полость 20 открыта на ближнем конце 12 устройства 10, таким образом обеспечивая возможность вставки изделия 90 в полость 20.

Нижняя часть 21 указанной полости отделяет дальнюю часть 13 устройства 10 от ближней части 14 устройства 10, в частности от полости 20. Предпочтительно, указанная нижняя часть изготовлена из теплоизоляционного материала, например полиэфирэфиркетона. Таким образом обеспечивается возможность сохранения электрических компонентов внутри дальней части 13 отдельно от аэрозоля или остатков, образующихся в процессе генерирования аэрозоля внутри полости 20.

Индукционная нагревательная конструкция 30 содержит катушку 31 индуктивности для генерирования переменного, в частности высокочастотного, магнитного поля внутри полости 20. Предпочтительно, частота высокочастотного магнитного поля может находиться в диапазоне от 500 кГц (килогерц) до 30 МГц (мегагерц), в частности от 5 МГц (мегагерц) до 15 МГц (мегагерц), предпочтительно от 5 МГц (мегагерц) до 10 МГц (мегагерц). В данном варианте осуществления катушка 31 индуктивности представляет собой спиральную катушку, окружающую цилиндрическую полость 20 вдоль ее продольной оси. Катушка 31 индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля 32, который содержит многожильный электрический провод 33. Подробные сведения о комбинированном кабеле 32 будут приведены ниже, в частности, со ссылкой на Фиг. 3-18.

Индукционная нагревательная конструкция 30 дополнительно содержит токоприемник 60, который расположен внутри полости 20 таким образом, чтобы испытывать воздействие магнитного поля, генерируемого катушкой 31 индуктивности. В данном варианте осуществления токоприемник 60 представляет собой токоприемное лезвие 61. Дальний конец 64 токоприемного лезвия расположен в нижней части 21 полости 20 устройства. Отсюда токоприемное лезвие 61 проходит во внутреннее пространство полости 20 в направлении отверстия полости 20 на ближнем конце 12 устройства 10. Другой конец токоприемного лезвия 60, то есть дальний свободный конец 63, сужается таким образом, что обеспечивается возможность легкого проникновения токоприемного лезвия в образующий аэрозоль субстрат 97 внутри дальней концевой части изделия 90.

В качестве альтернативы, как показано на Фиг. 2, токоприемник 60 может представлять собой часть генерирующего аэрозоль изделия 90. В данном случае токоприемник 99 представляет собой токоприемную полосу, изготовленную из чувствительного материала и встроенную внутрь образующего аэрозоль субстрата 97 изделия 90. Токопроиемная полоса 99 расположена таким образом, что она проходит вдоль центра по существу цилиндрического изделия 90. За исключением этого, данный вариант осуществления генерирующей аэрозоль системы согласно Фиг. 2 идентичен варианту осуществления генерирующей аэрозоль системы согласно Фиг. 1. Поэтому идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.

Применительно к обоим вариантам осуществления процесс индукционного нагрева выглядит следующим образом. При активации устройства 10 осуществляется пропускание высокочастотного переменного тока через катушку 31 индуктивности. Поскольку катушка расположена вокруг полости 20, переменный ток, проходящий через катушку, приводит к созданию переменного магнитного поля внутри полости 20. В зависимости от магнитных и электрических свойств соответствующего токоприемного материала, переменное магнитное поле приводит к созданию по меньшей мере одного из вихревых токов или потерь на гистерезис в токоприемном лезвии 61 или токоприемной полосе 99 соответственно. В результате токоприемное лезвие 61 или полоса 99 нагреваются до тех пор, пока не будет достигнута температура, достаточная для образования аэрозоля из субстрата 97, который находится в тепловой близости или непосредственном физическом контакте с ними. Аэрозоль может быть втянут дальше по потоку через генерирующее аэрозоль изделие 90 для вдыхания пользователем.

Как можно видеть на Фиг. 1 или Фиг. 2, катушка 31 индуктивности представляет собой часть индукционного модуля 40, который расположен внутри ближней части 14 генерирующего аэрозоль устройства 10. Индукционный модуль 40 имеет по существу цилиндрическую форму, и он по существу соосно выровнен с продольной центральной осью 71 стержнеобразного устройства 10. Как можно видеть из Фиг. 1, индукционный модуль 40 образует по меньшей мере часть полости 20 или по меньшей мере часть внутренней поверхности полости 20.

На Фиг. 3 более индукционный модуль 40 показан более подробно. Помимо катушки 31 индуктивности, индукционный модуль 40 содержит трубчатую опорную гильзу 42, которая несет на себе цилиндрическую катушку 31 индуктивности со спиральной намоткой. В своей внутренней поверхности трубчатая опорная гильза 42 содержит кольцевое углубление 41, в котором размещена цилиндрическая катушка 31 индуктивности. Соответственно, оба концевых участка 44 опорной гильзы 42 выступают радиально внутрь в направлении центральной оси 71 таким образом, чтобы удерживать катушку 31 индуктивности на месте в углублении опорной гильзы 42. Опорная гильза 42 может быть изготовлена из любого подходящего материала, такого как пластмасса. В частности, опорная гильза 42 может образовывать по меньшей мере часть полости 20, то есть по меньшей мере часть внутренней поверхности полости 20.

На Фиг. 4 показан второй вариант осуществления индукционного модуля 40. В данном случае трубчатая опорная гильза 42 содержит кольцевое углубление 43 в своей наружной поверхности для размещения в ней цилиндрической катушки 31 индуктивности. Соответственно, оба концевых участка 44 опорной гильзы 42 выступают в радиальном направлении наружу от центральной оси 71 таким образом, чтобы удерживать катушку индуктивности 31 на месте в углублении 43.

На Фиг. 5 показан третий вариант осуществления индукционного модуля 40. Индукционный модуль 40 по существу идентичен модулю согласно Фиг. 4. Кроме того, индукционный модуль 40 в третьем варианте осуществления содержит токоприемную гильзу 69, которая окружена катушкой 32 индуктивности. Иначе говоря, токоприемная гильза 69 представляет собой часть генерирующего аэрозоль устройства, но не генерирующего аэрозоль изделия. Токоприемная гильза 69 расположена в кольцевом углублении 45 во внутренней поверхности опорной гильзы. Таким образом, токоприемная гильза 69 образует по меньшей мере участок внутренней поверхности полости 20. Соответственно, при вставке изделия в указанную полость токоприемная гильза 69 окружает субстратный элемент 91 для нагрева образующего аэрозоль субстрата снаружи. В данной конфигурации токоприемная гильза 69 действует в качестве нагревателя печи. В этом состоит отличие от вариантов осуществления, которые показаны на Фиг. 1 и Фиг. 2 и в которых токоприемное лезвие 61 или токоприемная полоса 99 соответственно нагревают образующий аэрозоль субстрат изнутри.

На Фиг. 6 более подробно показан комбинированный кабель 32, используемый для формирования катушки 31 индуктивности устройств 10, показанных на Фиг. 1 и Фиг. 2. Комбинированный кабель 32 содержит электрический провод 33 для передачи тока, используемого для генерирования магнитного поля. Провод 33 полностью встроен в изоляционную оболочку 34 провода с целью электрической изоляции смежных витков катушки индуктивности друг от друга и, таким образом, предотвращения короткого замыкания. Согласно настоящему изобретению, провод 33 содержит множество неизолированных жил 35, находящихся в электрическом контакте друг с другом. В данном варианте осуществления провод 33 содержит в общей сложности двадцать две жилы 35, которые расположены в два слоя друг на друге, причем каждый слой содержит одиннадцать жил 35. Слои выровнены таким образом, что жилы 35 одного слоя расположены в канавках, образованных между смежными жилами 35 другого слоя. Соответственно, совокупность всех жил 35 образует электрический провод 33, имеющий по существу трапециевидное поперечное сечение.

Каждая жила 35 может иметь диаметр в диапазоне от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра, например 0,5 миллиметра. Соответственно, размер 33.1 по ширине электрического провода 33 составляет в одиннадцать с половиной раз больше диаметра жилы. Иначе говоря, размер 33.1 по ширине электрического провода 33 может находиться в диапазоне от 2,875 миллиметра до 8,625 миллиметра, например 5,75 миллиметра. Аналогичным образом, размер 33.2 по толщине электрического провода 33 составляет приблизительно в 1,73 раза больше диаметра жилы. Иначе говоря, размер 33.1 по ширине электрического провода 33 может находиться в диапазоне от приблизительно 0,4 миллиметра до приблизительно 1,3 миллиметра, например приблизительно 6,5 миллиметра. В данном варианте осуществления размер по ширине электрического провода 33 соответствует максимальному размеру поперечного сечения электрического провода, перпендикулярному радиальному направлению 70 (см. штрихпунктирную стрелку на Фиг. 4-6) относительно указанного множества витков комбинированного кабеля. Аналогичным образом, размер по толщине электрического провода 33 соответствует максимальному размеру поперечного сечения электрического провода 33 в радиальном направлении 70 (см. штрихпунктирную стрелку на Фиг. 4-6) относительно указанного множества витков комбинированного кабеля 32. Поскольку ширина 33.1 электрического провода 33 намного больше, чем его толщина 33.2, электрический провод 33 может быть назван плоским электрическим проводом 33.

То же самое относится ко всему кабелю 32, который также имеет размер 32.1 по ширине, который намного больше, чем его размер 32.2 по толщине. Соответственно, комбинированный кабель 32 может быть назван плоским комбинированным кабелем 32. В данном варианте осуществления размер 32.1 по ширине комбинированного кабеля 32, то есть максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля 32, перпендикулярного радиальному направлению 70 (см. штрихпунктирную стрелку на Фиг. 4-6) относительно указанного множества витков комбинированного кабеля 32, может находиться в диапазоне от 1 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 1,5 миллиметра до 5 миллиметров. Аналогичным образом, размер 32.2 по толщине комбинированного кабеля 32, иначе говоря, максимальный размер поперечного сечения комбинированного кабеля 32 в радиальном направлении 70 (см. штрихпунктирную стрелку на Фиг. 4-6) относительно указанного множества витков комбинированного кабеля может находиться в диапазоне от 0,5 миллиметра до 9 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 9 миллиметров, предпочтительно от 0,9 миллиметра до 5 миллиметров. Наружное поперечное сечение комбинированного кабеля 32 является по существу прямоугольным, с закругленными кромками.

Будучи размещенным вокруг полости 20, комбинированный кабель 32 содержит первую сторону 38, обращенную внутрь к полости 20, и вторую сторону 39, противоположную первой стороне и обращенную наружу от полости 20. Это показано на Фиг. 6, на которой изображено сечение комбинированного кабеля в обмоточной конфигурации.

Как дополнительно можно видеть на Фиг. 6, электрический провод 33 расположен по существу симметрично относительно первой оси 32.3 симметрии наружного поперечного сечения кабеля 32, которая проходит между первой стороной 38 и второй стороной 39 в радиальном направлении 70. В отличие от этого, электрический провод 33 расположен асимметрично относительно второй оси 32.4 симметрии наружного поперечного сечения комбинированного кабеля 32 таким образом, что он находится ближе к первой стороне 38 комбинированного кабеля, чем ко второй стороне 39. Иначе говоря, изоляционная оболочка 34 провода расположена, главным образом, в направлении второй стороны 39 комбинированного кабеля и, таким образом, дальше в радиальном направлении наружу, чем электрический провод 33. В частности, электрический провод 33 расположен между первой стороной 38 и второй осью симметрии. Благодаря этому, обеспечивается возможность действия изоляционной оболочки 34 провода в качестве защитной оболочки, окружающей провод 33, когда комбинированный кабель 32 расположен вокруг указанной полости. В данном случае минимальное расстояние 33.8 между проводом 33 и первой стороной 38 находится в диапазоне от 0,1 миллиметра до 0,5 миллиметра, в частности от 0,1 миллиметра до 0,3 миллиметра.

Кроме того, изоляционная оболочка 34 провода может служить для других целей. В настоящем варианте осуществления оболочка 34 изоляционного провода содержит материал для концентрирования магнитного потока с целью концентрирования или фокусировки магнитного поля в полости 20. Это обеспечивает преимущество, состоящее в увеличении количества тепла, генерируемого в токоприемнике при заданном уровне мощности, пропускаемой через катушку 31 индуктивности, по сравнению с катушками индуктивности, не имеющими концентратора потока. Таким образом обеспечивается возможность повышения эффективности генерирующего аэрозоль устройства 10. Кроме того, благодаря искривлению магнитного поля в направлении указанной полости, материал для концентрирования магнитного потока в изоляционной оболочке 34 провода уменьшает степень распространения магнитного поля за пределы катушки 31 индуктивности. Иначе говоря, материал для концентрирования магнитного потока оболочки 34 изоляционного провода действует как магнитный экран. Это обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения нежелательного взаимодействия магнитного поля с другими чувствительными частями генерирующего аэрозоль устройства 10, например с металлическим наружным кожухом, или с чувствительными наружными элементами, находящимися в непосредственной близости к устройству 10. В частности, встраивание материала для концентрирования магнитного потока в комбинированный кабель 32 обеспечивает возможность выполнения как катушки индуктивности 31, так и соответствующего концентратора магнитного потока в составе единого блока. Это обеспечивает преимущество, состоящее в сокращении ресурсов, требующихся для производства генерирующего аэрозоль устройства 10, с точки зрения как затрат, так и времени. Например, изоляционная оболочка 34 провода может содержать слоистый материал, чистый феррит или патентованную композицию на основе железа или феррита, или она может быть изготовлена из них. В данном изоляционная оболочка 34 провода выполнена из материала Alphaform MF, поставляемого компанией Fluxtrol Inc., 1388 Atlantic Blvd. Auburn Hills, штат Мичиган, 48326, США. Alphaform MF представляет собой формируемый мягкий магнитный композит, полученный на основе магнитных частиц с термически отверждаемым эпоксидным связующим и подходящий для частот от 10 килогерц до 1000 килогерц.

В качестве преимущества, жилы 35 провода 33 встроены в материал изоляционной оболочки 34 провода путем экструзии или наслоения.

На Фиг. 7 показан второй вариант осуществления комбинированного кабеля 32, который очень схож с первым вариантом осуществления композитного кабеля 32, как показано на Фиг. 6. Поэтому идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами. В отличие от первого варианта осуществления, комбинированный кабель 32 согласно Фиг. 7 содержит провод 33, который состоит из одного слоя из семи жил 35. Каждая из семи жил 35 имеет больший диаметр, чем жилы 35, показанные на Фиг. 6. Диаметр выбран таким образом, что площадь поперечного сечения электрического провода 33 по Фиг. 7, то есть сумма площадей поперечного сечения всех семи жил 35, по существу соответствует площади поперечного сечения электрического провода 33 по Фиг. 6, то есть сумме площадей поперечного сечения всех двадцати двух жил 35. В результате комбинированный кабель 32, показанный на Фиг. 6, и комбинированный кабель 32, показанный на Фиг. 7, имеют по существу одинаковые электрические свойства, в частности по существу одинаковое электрическое сопротивление. Однако комбинированный кабель 32 согласно Фиг. 6 является более гибким из-за большего количества и меньшего диаметра жил 35.

На Фиг. 8-10 показаны три дополнительных варианта осуществления комбинированного кабеля 132. Во всех трех вариантах осуществления комбинированный кабель 132 реализован в виде многослойного комбинированного кабеля 132, который содержит слой 134 электроизоляционной оболочки провода, образующий изоляционную оболочку, как описано выше, и, в дополнение, опорный слой 136. Оба слоя 134, 136 полностью охватывают электрический провод 133. В качестве преимущества, разные слои могут быть прикреплены друг к другу с помощью процесса наслоения.

Опорный слой 136 служит для повышения механической прочности комбинированного кабеля 134. Для предотвращения влияния на индукционные характеристики магнитного поля, генерируемого в результате протекания тока через электрический провод 132, опорный слой 136 является электромагнитно-инертным во всех трех вариантах осуществления. Например, опорный слой 136 может быть изготовлен из полиэфирэфиркетона или полиарилэфиркетона, оба из которых представляют собой электромагнитно-инертные материалы.

Во всех трех вариантах осуществления соответствующий опорный слой 136 представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий первую сторону 138 комбинированного кабеля 132.

В вариантах осуществления, показанных на Фиг. 8 и 9, электрический провод 133 по меньшей мере частично встроен в соответствующий опорный слой 136 и частично встроен в слой 134 изоляционной оболочки провода. За исключением опорного слоя 136 и частичного встраивания в слой изоляционной оболочки провода, комбинированные кабели 132, показанные на Фиг. 8 и 9, очень схожи с комбинированными кабелями 32, показанными на Фиг. 6 и 7 соответственно. Поэтому идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами, но увеличенными на 100.

В отличие от этого, в варианте осуществления, показанном на Фиг. 10, электрический провод 133 не встроен в опорный слой 136. Вместо этого опорный слой 136 покрывает ту сторону электрического провода 133, которая обращена внутрь к указанной полости, когда комбинированный кабель 132 расположен вокруг полости 20. Соответственно, опорный слой 136 является более тонким, чем опорный слой 136 по Фиг. 8 и 9. Кроме того, в отличие от вариантов осуществления, показанных на Фиг. 8 и 9, слой 134 изоляционной оболочки провода кабеля 132, показанного на Фиг. 10, состоит из трех частей: первой части 134.1, расположенной на стороне провода 133, противоположной первой стороне 138, а также второй части 134.2 и третьей части 134.3, расположенных сбоку от узких сторон плоского провода 133. Кроме того, комбинированный кабель 132 согласно Фиг. 10 имеет не закругленные, а острые кромки.

В вариантах осуществления согласно Фиг. 8 и 9 опорный слой 136 может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,1 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,2 миллиметра до 0,5 миллиметра. Аналогичным образом, в варианте осуществления согласно Фиг. 10 опорный слой 136 может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,5 миллиметра.

Слой 134 теплоизоляционной оболочки провода может иметь общую толщину слоя в диапазоне от 0,5 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,7 миллиметра до 4 миллиметров или от 0,7 миллиметра до 3 миллиметров, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 7,2 миллиметра, в частности от 0,45 миллиметра до 2,6 миллиметра. Аналогичным образом, часть слоя 134 изоляционной оболочки провода, в которую встроен провод на стороне, противоположной первой стороне, в частности первая часть 134.1, может иметь толщину в диапазоне от 0,2 миллиметра до 5 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 1,5 миллиметров.

На Фиг. 11-13 показаны еще три варианта осуществления комбинированного кабеля 232, которые схожи с вариантами осуществления, показанными на Фиг. 8-10. Поэтому идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами, но увеличенными на 100. В отличие от вариантов осуществления, показанных на Фиг. 8-10, комбинированные кабели 232, показанные на Фиг. 11-13, дополнительно содержат экранирующий слой 237, расположенный сверху на слое 234 изоляционной оболочки провода с противоположной стороны от опорного слоя 236. Экранирующий слой 237 служит, в первую очередь, для уменьшения нежелательных воздействий магнитного поля в областях, находящихся за пределами экранирующего слоя 237, и, наоборот, для уменьшения искажений магнитного поля под действием электропроводных материалов или материалов с высокой магнитной восприимчивостью, находящихся в непосредственной близости к устройству или в кожухе самого устройства. Соответственно, экранирующий слой 237 предпочтительно содержит проводящий материал, такой как металлическое покрытие, нанесенное на ту сторону электроизоляционного слоя оболочки провода, которая обращена наружу от указанной полости. Как дополнительно можно видеть из Фиг. 11-13, соответствующий экранирующий слой 237 представляет собой краевой слой, образующий вторую сторону 239 многослойного комбинированного кабеля 232.

Экранирующий слой 237 может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,3 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 2 миллиметра.

Чтобы компенсировать дополнительный слой 237, толщина слоя экранирующего слоя 234 изоляционного провода в вариантах осуществления, показанных на Фиг. 11-13, может отличаться от соответствующей толщины слоя в вариантах осуществления, показанных на Фиг. 8-10. Соответственно, слой изоляционной оболочки провода согласно вариантам осуществления, показанным на Фиг. 11-13, может иметь общую толщину слоя в диапазоне от 0,2 миллиметра до 6 миллиметров, в частности от 0,4 миллиметра до 2 миллиметров, или в диапазоне от 0,4 миллиметра до 9,2 миллиметров, в частности от 0,45 миллиметра до 3,1 миллиметров. Аналогичным образом, та часть слоя 234 изоляционной оболочки провода, в которую встроен провод на стороне, противоположной первой стороне, в частности первая часть 234.1, может иметь толщину в диапазоне от 0,2 миллиметра до 7 миллиметров, в частности от 0,2 миллиметра до 2 миллиметров.

На Фиг. 14-16 показаны еще три варианта осуществления комбинированного кабеля 332, которые схожи с вариантами осуществления, показанным на Фиг. 11-13. Поэтому идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами, но увеличенными на 100. В отличие от вариантов осуществления, показанных на Фиг. 11-13, комбинированные кабели 332, показанные на Фиг. 14-16, содержат слой 337 для концентрирования потока вместо экранирующего слоя. Например, слой 337 для концентрирования потока может содержать ферритный материал. Ферритный материал действует как материал для концентрирования потока. Кроме того, значения толщины слоев несколько отличаются от значений в варианте осуществления, показанном на Фиг. 11-13. В данном случае слой 334 изоляционной оболочки провода в вариантах осуществления, показанных на Фиг. 14-16, может иметь общую толщину слоя в диапазоне от 0,15 миллиметра до 3 миллиметров, в частности от 0,3 миллиметра до 1 миллиметра, или в диапазоне от 0,45 миллиметра до 3,7 миллиметра, в частности от 0,5 миллиметра до 2,85 миллиметра. Аналогичным образом, та часть слоя 334 изоляционной оболочки провода, в которую встроен провод на стороне, противоположной первой стороне, в частности первая часть 334.1, может иметь толщину в диапазоне от 0,25 миллиметра до 1,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра. Слой 337 для концентрирования потока может иметь толщину слоя в диапазоне от 0,25 миллиметра до 5,5 миллиметра, в частности от 0,25 миллиметра до 1,75 миллиметра.

Как показано на Фиг. 17, также возможно, что комбинированный кабель 432 не содержит опорного слоя, а лишь экранирующий слой 437 и слой 434 изоляционной оболочки провода, в который встроен провод 433. В качестве альтернативы, как показано на Фиг. 18, также возможно, что комбинированный кабель 532 содержит лишь слой 537 для концентрирования магнитного потока и слой 534 изоляционной оболочки провода, в который встроен провод 533, но не содержит опорного слоя. В данной конфигурации

Как показано на Фиг. 19, комбинированный кабель 632 также может иметь поперечное сечение, отличное от по существу прямоугольного поперечного сечения, показанного на Фиг. 1-18. В данном варианте осуществления комбинированный кабель 632 имеет дугообразное поперечное сечение. Кабель 632 также представляет собой многослойный комбинированный кабель, содержащий экранирующий слой или слой 637 для концентрирования магнитного потока и слой 634 изоляционной оболочки провода, в который (слой) встроен по существу дугообразный провод 633. Применительно к дуговому поперечному сечению, размер по ширине комбинированного кабеля измеряют вдоль первой стороны 638, или вдоль второй стороны 639, или вдоль срединной линии между первой стороной 638 и второй стороной 639, которая параллельна первой стороне 638 и второй стороне 639. Аналогичным образом, размер по толщине может быть измерен в радиальном направлении вдоль оси, перпендикулярной первой стороне 638 и второй стороне 639.

На Фиг. 20 показан еще один вариант осуществления многослойного комбинированного кабеля 732, который представляет собой сочетание комбинированных кабелей согласно Фиг. 11 и 14. Многослойные комбинированные кабели 732 содержат опорный слой 736, слой 734 изоляционной оболочки провода, который расположен сверху на опорном слое 736 и в который встроен провод 733, слой 737 для концентрирования магнитного потока, расположенный сверху на слое 734, и экранирующий слой 770, расположенный сверху на слое 737 для концентрирования магнитного потока со стороны, противоположный опорному слою 736. Экранирующий слой 770 может представлять собой, например, металлическое покрытие, расположенное сверху на слое 737 для концентрирования магнитного потока.

Как показано на Фиг. 21, возможно также отсутствие опорного слоя, как это имеет место на Фиг. 17 и Фиг. 18. Соответственно, на Фиг. 21 показан еще один вариант осуществления многослойного комбинированного кабеля 832, который представляет собой сочетание комбинированных кабелей согласно Фиг. 17 и 18. Многослойные комбинированные кабели 832 содержат провод 833, встроенный в слой 834 изоляционной оболочки провода, слой 837 для концентрирования потока, расположенный сверху на слое 834 изоляционной оболочки провода, и экранирующий слой 870, расположенный сверху на слое 837 для концентрирования потока.

На Фиг. 14-16, Фиг. 18 и Фиг. 20-21 соответствующий слой 334, 535, 734, 834 изоляционной оболочки провода предпочтительно не содержит материала для концентрирования потока вследствие наличия соответствующего дополнительного слоя 337, 537, 737 837 для концентрирования потока. Однако также возможно, что соответствующий слой 334, 535, 734, 834 изоляционной оболочки провода содержит материал для концентрирования потока, в дополнение к соответствующему слою 337, 537, 737 837 для концентрирования потока.

Для целей настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, когда указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и так далее, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Кроме того, все диапазоны включают раскрытые точки минимума и максимума и любые промежуточные диапазоны внутри них, которые могут конкретно перечисляться или не перечисляться в данном документе. Следовательно, в данном контексте число A понимается как A±5 процентов от A.

Изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству (10) для генерирования аэрозоля путем индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата (97). Устройство (10) содержит кожух (19) устройства, содержащий полость (20). Полость выполнена с возможностью съемного размещения по меньшей мере части образующего аэрозоль субстрата (97), подлежащего нагреву. Генерирующее аэрозоль устройство (10) дополнительно содержит индукционную нагревательную конструкцию, содержащую катушку (31) индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри полости (20). Катушка (31) индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля (32), расположенного вокруг по меньшей мере части полости (20). Комбинированный кабель (32) содержит электрический провод (33), встроенный по меньшей мере частично в изоляционную оболочку (34) провода. Провод (33) содержит множество неизолированных жил (35), находящихся в электрическом контакте друг с другом. Технический результат - возможность изготовления устройства и системы с катушкой индуктивности простым, индивидуально адаптируемым и экономичным способом, в частности, с низкой частотой отказов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Генерирующее аэрозоль устройство для генерирования аэрозоля посредством индукционного нагрева образующего аэрозоль субстрата, содержащее:

кожух устройства, содержащий полость, выполненную с возможностью съемного размещения по меньшей мере части образующего аэрозоль субстрата, подлежащего нагреву;

индукционную нагревательную конструкцию, содержащую катушку индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри указанной полости в диапазоне от 500 кГц до 30 МГц, причем указанная катушка индуктивности образована множеством витков комбинированного кабеля, расположенного вокруг по меньшей мере части указанной полости и содержащего электрический провод, по меньшей мере частично встроенный в изоляционную оболочку провода и содержащий множество неизолированных жил, находящихся в электрическом контакте друг с другом, причем комбинированный кабель, расположенный вокруг указанной полости, содержит первую сторону, обращенную внутрь в направлении к указанной полости, и вторую сторону, противоположную первой стороне, обращенную наружу от указанной полости, и при этом провод расположен ближе к первой стороне, чем ко второй стороне комбинированного кабеля.

2. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, в котором жилы проходят параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля в виде одного слоя, или в котором указанные жилы проходят параллельно друг другу вдоль протяженности по длине комбинированного кабеля в виде множества слоев, расположенных друг на друге.

3. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 2, в котором указанный один слой или каждый из указанного множества слоев представляет собой плоский слой, или в котором указанный один слой или каждый из указанного множества слоев представляет собой криволинейный слой.

4. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором комбинированный кабель имеет по существу круглое поперечное сечение, или по существу некруглое поперечное сечение, в частности по существу прямоугольное поперечное сечение, или по существу квадратное поперечное сечение, или по существу эллиптическое поперечное сечение, или по существу овальное поперечное сечение, или по существу ромбовидное поперечное сечение, или по существу трапециевидное поперечное сечение, или по существу дугообразное поперечное сечение.

5. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 1-3, в котором комбинированный кабель представляет собой плоский кабель, и/или в котором провод представляет собой плоский провод.

6. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором электрический провод имеет по существу прямоугольное поперечное сечение, или по существу квадратное поперечное сечение, или по существу эллиптическое поперечное сечение, или по существу овальное поперечное сечение, или по существу ромбовидное поперечное сечение, или по существу трапециевидное поперечное сечение, или по существу дугообразное поперечное сечение.

7. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором изоляционная оболочка провода содержит материал для концентрирования магнитного потока, в частности материал или материалы с максимальной относительной магнитной проницаемостью по меньшей мере 1000, предпочтительно по меньшей мере 10000, при частотах до 50 кГц и температуре 25 градусов по Цельсию.

8. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором комбинированный кабель представляет собой многослойный комбинированный кабель, содержащий слой электроизоляционной оболочки провода, образующий изоляционную оболочку провода, и дополнительно содержащий по меньшей мере один из опорного слоя, слоя для концентрирования потока или экранирующего слоя.

9. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 8, в котором опорный слой содержит электромагнитно-инертный материал, в частности по меньшей мере один из полиэфирэфиркетона или полиарилэфиркетона.

10. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 8 или 9, в котором опорный слой представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий указанную первую сторону комбинированного кабеля, причем один из слоя для концентрирования потока или экранирующего слоя представляет собой краевой слой, в частности краевой слой, образующий указанную вторую сторону комбинированного кабеля.

11. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из пп. 8-10, в котором экранирующий слой содержит электропроводный материал, в частности по меньшей мере одно из алюминия, меди, олова, стали, золота, серебра, электропроводного полимера, феррита или любой их комбинации.

12. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее по меньшей мере один сусцептор, расположенный по меньшей мере частично внутри указанной полости.

13. Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов и генерирующее аэрозоль изделие, размещенное или выполненное с возможностью по меньшей мере частичного размещения в полости указанного устройства, причем указанное генерирующее аэрозоль изделие содержит образующий аэрозоль субстрат, подлежащий нагреву.

14. Генерирующая аэрозоль система по п. 13, в которой генерирующее аэрозоль изделие содержит по меньшей мере один сусцептор, расположенный в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату или в тепловом контакте с ним, таким образом, что при использовании обеспечивается возможность индукционного нагрева сусцептора посредством индукционной нагревательной конструкции при размещении указанного изделия в полости устройства.