НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ (ВАРИАНТЫ), УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ ПОСРЕДСТВОМ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСА Российский патент 2025 года по МПК A24F40/46 A24F40/70 B82B3/00 

Область техники

[1] Изобретение относится к нагревательной структуре, выполненной с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР), например, к устройству для генерирования аэрозоля, содержащему нагревательную структуру.

Предшествующий уровень техники

[2] В настоящее время разрабатываются методики нагрева объекта путем генерирования тепла. Например, тепло можно генерировать путем подачи электрической энергии на элемент с электрическим сопротивлением. В другом примере тепло можно генерировать за счет электромагнитной связи между катушкой и токоприемником. Приведенное выше описание представляет собой информацию, полученную автором (авторами) изобретения в рамках подготовки описания настоящего изобретения, или уже имевшуюся у него (них) на тот момент, и не обязательно описывает уровень техники, общеизвестный до подачи настоящей заявки. В качестве наиболее близкого аналога заявленной группы изобретений можно рассматривать устройство для генерирования аэрозоля и нагревательную структуру, раскрытые в источнике US2020375253 A1, опубл. 03.12.2020.

Раскрытие изобретения

Техническая задача изобретения

[3] Первый аспект изобретения может относиться к нагревательной структуре для генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР) и устройству для генерирования аэрозоля, содержащему такую структуру.

Решение задачи

[4] Нагревательная структура содержит подложку и металлическую призму, формирующую по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР).

[5] По меньшей мере одно отверстие может быть окружено подложкой и металлической призмой.

[6] Металлическая призма может формировать множество отверстий, отделенных друг от друга.

[7] По меньшей мере одно отверстие может иметь по существу круглую или эллиптическую форму.

[8] По меньшей мере одно отверстие может иметь диаметр примерно от 290 до 360 нм.

[9] Первая металлическая призма может содержать первую базовую поверхность, обращенную к подложке, вторую базовую поверхность, противоположную первой базовой поверхности, и несколько боковых поверхностей между первой базовой поверхностью и второй базовой поверхностью для формирования по меньшей мере одного отверстия.

[10] Расстояние между первой базовой поверхностью и второй базовой поверхностью может составлять от более 0 нм до менее чем или примерно равно 10 нм.

[11] Металлическая призма может содержать металлические частицы, выполненные с возможностью резонанса со светом с длиной волны в диапазоне примерно от 380 до 780 нм.

[12] Подложка может иметь теплопроводность в диапазоне от более 0 до менее чем или примерно равную 45 ватт на метр-Кельвин (Вт/мК).

[13] Устройство для генерирования аэрозоля содержит источник света и нагревательную структуру, выполненную с возможностью приема света от источника света, причем нагревательная структура может содержать подложку и металлическую призму, формирующую по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством ППР.

[14] Нагревательная структура содержит подложку с теплопроводностью от более 0 до менее чем или примерно равной 45 Вт/мК и металлическую призму, расположенную на подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством ППР.

[15] Подложка может содержать стекло.

[16] Способ изготовления нагревательной структуры для генерирования тепла посредством ППР содержит нанесение множества шариков на подложку, уменьшение размера множества шариков, осаждение множества металлических частиц на подложку и/или множества шариков и удаление множества шариков.

[17] Уменьшение размера множества шариков может предусматривать травление множества шариков посредством реактивного ионного травления.

[18] Уменьшение размера множества шариков может предусматривать уменьшение диаметра шариков до диапазона примерно от 290 до 360 нм.

Полезные эффекты изобретения

[19] В одном из вариантов осуществления изобретения, когда нагревательную структуру используют для нагрева объекта (объектов), объект можно нагревать локально, или можно нагревать по меньшей мере часть объекта (объектов) из нескольких объектов. В одном из вариантов осуществления изобретения объект можно нагревать в предварительно заданном температурном диапазоне с относительно низким расходом энергии. Иными словами, можно повысить тепловой КПД нагревательной структуры. Эффекты нагревательной структуры и устройства для генерирования аэрозоля, содержащего такую структуру, в одном из вариантов осуществления изобретения не ограничиваются вышеупомянутыми эффектами; иные не упомянутые в тексте эффекты должны быть понятны из данного раскрытия специалисту в данной области техники.

Краткое раскрытие чертежей

[20] Вышеизложенные и прочие аспекты, особенности и преимущества вариантов осуществления изобретения станут очевидными из следующего подробного раскрытия со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[21] На ФИГ.  1-3 схематично изображены примеры, в которых изделие для генерирования аэрозоля вставлено в устройство для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[22] На ФИГ.  4 и 5 схематично изображены примеры изделия для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[23] На ФИГ.  6 изображена блок-схема устройства для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[24] На ФИГ.  7-11 изображены виды, иллюстрирующие этапы способа изготовления нагревательной структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[25] На ФИГ.  12 изображен вид в плане части нагревательной структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[26] На ФИГ.  13 изображен разрез нагревательной структуры вдоль линии 13-13 на ФИГ.  12 согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[27] На ФИГ.  14 изображены сравнительные графики среднего коэффициента поглощения нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[28] На ФИГ.  15 изображены сравнительные графики среднего коэффициента поглощения нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[29] На ФИГ.  16 изображена нагревательная структура согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[30] На ФИГ.  17 изображен сравнительный график повышения температуры нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[31] На ФИГ.  18 изображен сравнительный график повышения температуры нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[32] На ФИГ.  19 изображена схема устройства для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

Принцип изобретения

[33] Термины, используемые при описании вариантов осуществления изобретения, выбраны из общих терминов, широко используемых в настоящее время с учетом их назначения в описании изобретения. Тем не менее, термины могут различаться в зависимости от задачи, решаемой специалистом в данной области техники, прецедента или появления новой технологии. Кроме того, в особых случаях заявитель выбирает термины по своему усмотрению и подробно раскрывает значение этих терминов в соответствующей части подробного описания. Поэтому термины, используемые в описании, являются не просто обозначениями, но определяются на основании значения терминов и описываемых функций.

[34] Следует понимать, что когда определенная часть «содержит» определенный компонент, не исключено содержание в части другого компонента, но часть может дополнительно содержать другой компонент, если контекст явно не указывает на иное. Кроме того, такие термины, как «блок», «модуль» и т.д., используемые в описании, могут относиться к части для обработки по меньшей мере одной функции или операции и могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения.

[35] Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно раскрыты ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, позволяя легко реализовать варианты осуществления специалисту в области техники, к которой относится изобретение. Тем не менее, настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не ограничивается перечисленными ниже вариантами осуществления изобретения.

[36] Далее будут подробно раскрыты некоторые варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[37] На ФИГ.  1-3 схематично изображены примеры, в которых изделие для генерирования аэрозоля вставлено в устройство для генерирования аэрозоля.

[38] Как показано на ФИГ.  1, устройство 1 для генерирования аэрозоля может содержать аккумулятор 11, контроллер 12 и нагреватель 13. Как показано на ФИГ.  2 и 3, устройство 1 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать испаритель 14. Кроме того, изделие 2 для генерирования аэрозоля (например, сигарета) может быть введено во внутреннее пространство устройства 1 для генерирования аэрозоля.

[39] Устройство 1 для генерирования аэрозоля, изображенное на ФИГ.  1-3, может содержать компоненты, относящиеся к раскрытому в настоящем документе варианту осуществления изобретения. Таким образом, специалисту в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что устройство 1 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать другие компоненты общего назначения в дополнение к компонентам, изображенным на ФИГ.  1-3.

[40] Кроме того, хотя на ФИГ. 2 и 3 показано, что нагреватель 13 входит в состав устройства 1 для генерирования аэрозоля, при необходимости нагреватель 13 может быть исключен. 

[41] На ФИГ.  1 показано линейное расположение аккумулятора 11, контроллера 12 и нагревателя 13. На ФИГ.  2 показано линейное расположение аккумулятора 11, контроллера 12, испарителя 14 и нагревателя 13. На ФИГ.  3 показано параллельное расположение испарителя 14 и нагревателя 13. Тем не менее, внутренняя структура устройства 1 для генерирования аэрозоля не ограничена структурой, изображенной на ФИГ.  1-3. То есть, расположение аккумулятора 11, контроллера 12, нагревателя 13 и испарителя 14 может быть изменено в зависимости от конструкции устройства 1 для генерирования аэрозоля.

[42] Когда изделие 2 для генерирования аэрозоля вставлено в устройство 1 для генерирования аэрозоля, устройство 1 для генерирования аэрозоля может приводить в действие нагреватель 13 и/или испаритель 14 с целью генерирования аэрозоля. Аэрозоль, сгенерированный нагревателем 13 и/или испарителем 14, может поступать к пользователю через изделие 2 для генерирования аэрозоля.

[43] Даже если изделие 2 для генерирования аэрозоля не вставлено в устройство 1 для генерирования аэрозоля, устройство 1 для генерирования аэрозоля может нагревать нагреватель 13 при необходимости.

[44] Аккумулятор 11 может подавать питание, используемое для работы устройства 1 для генерирования аэрозоля. Например, аккумулятор 11 может подавать питание для нагревания нагревателя 13 или испарителя 14 и питание, необходимое для работы контроллера 12. Кроме того, аккумулятор 11 может подавать питание, необходимое для работы дисплея, датчика, мотора и т. п., установленных в устройстве 1 для генерирования аэрозоля.

[45] Контроллер 12 может управлять работой устройства 1 для генерирования аэрозоля в целом. В частности, контроллер 12 может управлять соответствующими операциями других компонентов, входящих в состав устройства 1 для генерирования аэрозоля, в дополнение к аккумулятору 11, нагревателю 13 и испарителю 14. Дополнительно контроллер 12 может проверять состояние каждого компонента устройства 1 для генерирования аэрозоля, чтобы определить, находится ли устройство 1 для генерирования аэрозоля в рабочем состоянии.

[46] Контроллер 12 может содержать по меньшей мере один процессор. По меньшей мере один процессор может быть реализован как массив из множества логических элементов или как комбинация микропроцессора общего назначения и памяти, в которой хранится программа, исполняемая в микропроцессоре. Кроме того, специалисту в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что по меньшей мере один процессор может быть реализован посредством аппаратных средств других типов.

[47] Нагреватель 13 может нагреваться питанием, подаваемым аккумулятором 11. Например, когда изделие для генерирования аэрозоля вставляют в устройство 1 для генерирования аэрозоля, нагреватель 13 может находиться снаружи изделия для генерирования аэрозоля. Следовательно, нагретый нагреватель 13 может повышать температуру материала для генерирования аэрозоля в изделии для генерирования аэрозоля.

[48] Нагреватель 13 может представлять собой резистивный нагреватель. Например, нагреватель 13 может содержать электропроводящую дорожку, и нагреватель 13 может нагреваться во время протекания тока по электропроводящей дорожке. Тем не менее, нагреватель 13 не ограничивается раскрытым выше примером, и любой пример нагрева нагревателя 13 до нужной температуры может быть применим без ограничений. В данном случае требуемая температура может быть предварительно задана в устройстве 1 для генерирования аэрозоля или установлена пользователем.

[49] В другом примере нагреватель 13 может представлять собой нагреватель индукционного типа. В частности, нагреватель 13 может содержать электропроводящую катушку для нагрева изделия для генерирования аэрозоля индукционным способом, причем изделие для генерирования аэрозоля может содержать токоприемник, нагреваемый индукционным нагревателем.

[50] Например, нагреватель 13 может содержать трубчатый, пластинчатый, игольчатый или стержневой нагревательный элемент и нагревать внутреннюю или внешнюю часть изделия 2 для генерирования аэрозоля в зависимости от формы нагревательного элемента.

[51] Кроме того, в устройстве 1 для генерирования аэрозоля может быть предусмотрено несколько нагревателей 13. В этом случае несколько нагревателей 13 могут быть вставлены в изделие 2 для генерирования аэрозоля или расположены снаружи изделия 2 для генерирования аэрозоля. Кроме того, некоторые из нескольких нагревателей 13 могут быть вставлены в изделие 2 для генерирования аэрозоля, а остальные могут быть расположены снаружи изделия 2 для генерирования аэрозоля. Тем не менее, форма нагревателя 13 не ограничивается формой, показанной на ФИГ.  1-3, и нагреватель может быть выполнен в различных формах.

[52] Испаритель 14 может нагревать жидкую композицию для генерирования аэрозоля, после чего сгенерированный аэрозоль может поступать к пользователю через изделие 2 для генерирования аэрозоля. То есть аэрозоль, генерируемый испарителем 14, может двигаться вдоль пути потока воздуха устройства 1 для генерирования аэрозоля, который может быть выполнен с возможностью доставки аэрозоля, генерируемого испарителем 14, пользователю через изделие для генерирования аэрозоля.

[53] Например, испаритель 14 может содержать хранилище жидкости (например, резервуар), средство передачи жидкости и нагревательный элемент. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Например, хранилище жидкости, средство передачи жидкости и нагревательный элемент могут входить в состав устройства 1 для генерирования аэрозоля в качестве независимых модулей.

[54] В хранилище жидкости может храниться жидкая композиция. Например, жидкая композиция может представлять собой жидкость с содержанием табачного материала, в который входит летучий табачный вкусо-ароматизирующий ингредиент, или жидкость с содержанием материала, отличающегося от табака. Хранилище жидкости может быть изготовлено с возможностью соединения и разъединения с испарителем 14, или может быть выполнено в виде неотъемлемой части испарителя 14.

[55] Например, жидкая композиция может содержать воду, растворитель, этанол, растительный экстракт, ароматизатор, вкусо-ароматическое вещество или смесь витаминов. Ароматизатор может представлять собой, например, ментол, перечную мяту, масло мяты кудрявой, различные ингредиенты с фруктовыми ароматами и т. п. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Вкусо-ароматическое вещество может содержать ингредиенты, позволяющие пользователю ощущать разнообразные ароматы или вкусы. Смесь витаминов может представлять собой, в частности, смесь витамина A и/или витамина B и/или витамина С и/или витамина E. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Жидкая композиция может также содержать образующее аэрозоль вещество, например глицерин и пропиленгликоль.

[56] Средство передачи жидкости может перемещать жидкую композицию в хранилище жидкости к нагревательной структуре. Например, средство передачи жидкости может представлять собой фитиль, например, хлопковое волокно, керамическое волокно, стекловолокно или пористую керамику. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[57] Нагревательный элемент может представлять собой элемент, выполненный с возможностью нагрева жидкой композиции, передаваемой средством передачи жидкости. Нагревательный элемент может представлять собой, например, металлическую нагревательную проволоку, металлическую нагревательную пластину, керамический нагреватель или другой подобный элемент. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, нагревательный элемент может представлять собой электропроводящую нить, например, нихромовую проволоку, и может быть обвит вокруг средства передачи жидкости. Нагревательный элемент может нагреваться за счет подвода тока и может сообщать тепло жидкой композиции, вступающей в контакт с нагревательным элементом, нагревая таким образом жидкую композицию. В результате может быть сгенерирован аэрозоль.

[58] Например, испаритель 14 может быть назван картомайзером или атомайзером. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[59] При этом устройство 1 для генерирования аэрозоля может также содержать компоненты общего назначения в дополнение к аккумулятору 11, контроллеру 12, нагревателю 13 и испарителю 14. Например, устройство 1 для генерирования аэрозоля может содержать дисплей, способный выводить визуальную информацию, и/или мотор для вывода тактильной информации. Кроме того, устройство 1 для генерирования аэрозоля может содержать по меньшей мере один датчик (например, датчик затяжки, датчик температуры, датчик распознавания введения изделия для генерирования аэрозоля, и т. п.). Кроме того, устройство 1 для генерирования аэрозоля может быть выполнено с возможностью введения наружного воздуха/выпуска внутренних газов даже после того, как будет вставлено изделие 2 для генерирования аэрозоля.

[60] Хотя это и не показано на ФИГ.  1-3, устройство 1 для генерирования аэрозоля может образовывать систему вместе с отдельной подставкой. Например, подставку можно использовать для заряда аккумулятора 11 устройства 1 для генерирования аэрозоля. В альтернативном варианте подставку можно использовать для нагрева нагревателя 13, при этом подставка и устройство 1 для генерирования аэрозоля соединены друг с другом.

[61] Изделие 2 для генерирования аэрозоля может быть подобно обычной сигарете сгорающего типа. Например, изделие 2 для генерирования аэрозоля может быть разделено на первую часть, содержащую материал для генерирования аэрозоля, и вторую часть, содержащую фильтр и т. п. В альтернативном варианте вторая часть изделия 2 для генерирования аэрозоля также может содержать материал для генерирования аэрозоля. Например, материал для генерирования аэрозоля в форме гранул или капсул может быть введен во вторую часть.

[62] Первая часть может быть полностью вставлена в устройство 1 для генерирования аэрозоля, а вторая часть может быть выведена наружу. В альтернативном варианте в устройство 1 для генерирования аэрозоля может быть частично вставлена только первая часть, или же первая часть может быть полностью вставлена в устройство 1 для генерирования аэрозоля, а вторая часть может быть частично вставлена в устройство 1 для генерирования аэрозоля. Пользователь может вдыхать аэрозоль, когда вторая часть находится во рту пользователя. В этом случае аэрозоль может генерироваться, когда наружный воздух проходит через первую часть, и сгенерированный аэрозоль может поступать в рот пользователя через вторую часть.

[63] Например, наружный воздух может поступать, по меньшей мере, в один воздушный канал, сформированный в устройстве 1 для генерирования аэрозоля. В этом случае, пользователь может регулировать открытие или закрытие воздушного канала и/или размер воздушного канала, сформированного в устройстве 1 для генерирования аэрозоля. Соответственно, пользователь может регулировать степень распыления, вкус дыма и т. п. В другом примере наружный воздух может быть введен внутрь изделия 2 для генерирования аэрозоля по меньшей мере через одно отверстие, выполненное на поверхности изделия 2 для генерирования аэрозоля.

[64] Далее примеры изделия 2 для генерирования аэрозоля будут раскрыты со ссылкой на ФИГ.  4 и 5.

[65] На ФИГ.  4 и 5 схематично изображены примеры изделия для генерирования аэрозоля.

[66] Как показано на ФИГ.  4, изделие 2 для генерирования аэрозоля может содержать табачный стержень 21 и фильтрующий стержень 22. Первая часть и вторая часть, раскрытые выше со ссылкой на ФИГ.  1-3, могут содержать табачный стержень 21 и фильтрующий стержень 22, соответственно.

[67] Хотя на ФИГ. 4 фильтрующий стержень 22 показан как имеющий один сегмент, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.  То есть в альтернативном варианте фильтрующий стержень 22 может содержать несколько сегментов. Например, фильтрующий стержень 22 может содержать сегмент, охлаждающий аэрозоль, и сегмент, отфильтровывающий предварительно заданный ингредиент, содержащийся в аэрозоле. Кроме того, при необходимости фильтрующий стержень 22 может дополнительно содержать по меньшей мере один сегмент, выполняющий другие функции.

[68] Диаметр изделия 2 для генерирования аэрозоля может составлять от 5 мм до 9 мм, а его длина может составлять примерно 48 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Например, длина табачного стержня 21 может составлять примерно 12 мм, длина первого сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 10 мм, длина второго сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 14 мм, а длина третьего сегмента фильтрующего стержня 22 может составлять примерно 12 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[69] Изделие 2 для генерирования аэрозоля может быть завернуто по меньшей мере в одну обертку 24. Обертка 24 может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое поступает наружный воздух или выходит внутренний газ. Например, изделие 2 для генерирования аэрозоля может быть завернуто в одну обертку 24. В другом примере изделие 2 для генерирования аэрозоля может быть завернуто в две и более обертки 24, перекрывающие друг друга. Например, табачный стержень 21 может быть завернут в первую обертку 241, а фильтрующий стержень 22 — в обертки 242, 243 и 244. Кроме того, изделие 2 для генерирования аэрозоля в целом может быть завернуто в единую обертку 245. Например, если фильтрующий стержень 22 содержит несколько сегментов, несколько сегментов могут быть завернуты в обертки 242, 243 и 244, соответственно.

[70] Первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут быть изготовлены из оберточной бумаги общего назначения для фильтров. Например, первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут быть выполнены из пористой или непористой оберточной бумаги. Кроме того, первая обертка 241 и вторая обертка 242 могут быть выполнены из жиронепроницаемой бумаги и/или алюминиевого ламинированного оберточного материала.

[71] Третья обертка 243 может быть выполнена из жесткой оберточной бумаги. Например, плотность третьей обертки 243 может составлять от 88 г/м² до 96 г/м², предпочтительно от 90 г/м² до 94 г/м². Кроме того, толщина третьей обертки 243 может составлять от 120 до 130 мкм, предпочтительно примерно 125 мкм.

[72] Четвертая обертка 244 может быть выполнена из жиронепроницаемой жесткой оберточной бумаги. Например, плотность четвертой обертки 244 может составлять от 88 г/м² до 96 г/м², предпочтительно от 90 г/м² до 94 г/м². Кроме того, толщина четвертой обертки 244 может составлять от 120 до 130 мкм, предпочтительно примерно 125 мкм.

[73] Пятая обертка 245 может быть изготовлена из стерильной бумаги (например, MFW). В данном случае под стерильной бумагой (MFW) может подразумеваться бумага, специально подготовленная для повышения ее прочности на разрыв, водостойкости, гладкости и т. п. по сравнению с обычной бумагой. Например, плотность пятой обертки 245 может составлять от 57 г/м² до 63 г/м², предпочтительно 60 г/м². Кроме того, толщина пятой обертки 245 может составлять от 64 мкм до 70 мкм, предпочтительно примерно 67 мкм.

[74] Пятая обертка 245 может содержать внутри предварительно заданный материал. Материал может представлять собой, например, кремний. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кремний может обладать такими свойствами, как, например, теплостойкость с меньшим изменением под воздействием температуры, стойкость к окислению, означающую устойчивость к окислению, стойкость к различным химическим веществам, водоотталкивающие или диэлектрические свойства. Тем не менее, использование кремния необязательно; любой материал, обладающий раскрытыми выше свойствами, может быть нанесен на пятую обертку 245 (или использован для покрытия) без ограничений.

[75] Пятая обертка 245 может предотвращать горение изделия 2 для генерирования аэрозоля. Например, когда табачный стержень 21 нагревают нагревателем 13, существует вероятность загорания изделия 2 для генерирования аэрозоля. В частности, когда температура возрастает до температуры, превышающей точку воспламенения любого из материалов, входящих в состав табачного стержня 21, изделие 2 для генерирования аэрозоля может загореться. Даже в этом случае можно предотвратить горение изделия 2 для генерирования аэрозоля, поскольку пятая обертка 245 содержит негорючий материал.

[76] Кроме того, пятая обертка 245 может предотвращать загрязнение держателя веществами, образующимися в изделии 2 для генерирования аэрозоля. Жидкие вещества могут образовываться в изделии 2 для генерирования аэрозоля, когда пользователь делает затяжку. Например, такие жидкие вещества (например, вода и т. п.) могут образовываться по мере охлаждения аэрозоля, генерируемого в изделии 2 для генерирования аэрозоля, наружным воздухом. Поскольку изделие 2 для генерирования аэрозоля обернуто пятой оберткой 245, можно предотвратить вытекание жидких веществ, образующихся внутри изделия 2 для генерирования аэрозоля, из изделия 2 для генерирования аэрозоля.

[77] Табачный стержень 21 может содержать материал для генерирования аэрозоля. Например, материал для генерирования аэрозоля может содержать по меньшей мере одно из следующих веществ: глицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль, дипропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль и олеиловый спирт. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, табачный стержень 21 может содержать другие добавки, такие как вкусо-ароматическая добавка, смачивающая добавка и/или органическая кислота. Кроме того, табачный стержень 21 может содержать вкусо-ароматизирующую жидкость, такую как ментол или увлажнитель, которую добавляют в табачный стержень 21 путем впрыскивания.

[78] Табачный стержень 21 может быть изготовлен в различных формах. Например, табачный стержень 21 может быть сформирован в виде листа или пряди. В альтернативном варианте табачный стержень 21 может быть получен из табачных листьев, мелко нарезанных из табачного листа. Кроме того,, табачный стержень 21 может быть окружен теплопроводящим материалом. Например, теплопроводящий материал может представлять собой металлическую фольгу, в частности, алюминиевую фольгу. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Например, теплопроводящий материал, окружающий табачный стержень 21, может равномерно распределять тепло, сообщаемое табачному стержню 21, что позволяет увеличить передачу тепла на табачный стержень 21 и, тем самым, улучшить вкус табака. Кроме того, теплопроводящий материал, окружающий табачный стержень 21, может служить токоприемником, нагреваемым индукционным нагревателем. В этом случае, хотя этого не показано на чертежах, табачный стержень 21 может содержать дополнительный токоприемник наряду с теплопроводящим материалом, окружающим его снаружи.

[79] Фильтрующий стержень 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Тем не менее, форма фильтрующего стержня 22 не ограничена этим вариантом. Например, фильтрующий стержень 22 может иметь форму полого цилиндра или полой трубки. Кроме того, фильтрующий стержень 22 может представлять собой стержень с выемкой. Например, если фильтрующий стержень 22 содержит несколько сегментов, по меньшей мере один из сегментов может иметь отличающуюся форму.

[80] Первый сегмент фильтрующего стержня 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Например, первый сегмент может быть выполнен в форме трубки с полостью внутри. Первый сегмент может препятствовать выталкиванию внутреннего материала табачного стержня 21, когда нагреватель 13 вставляют в табачный стержень 21, и может охлаждать аэрозоль. Желательный диаметр полости в первом сегменте может составлять от 2 мм до 4,5 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[81] Желательная длина первого сегмента может составлять от 4 до 30 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Предпочтительно, длина первого сегмента может составлять 10 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[82] Жесткость первого сегмента можно регулировать посредством регулировки содержания пластификатора в процессе изготовления первого сегмента. Кроме того, первый сегмент может быть изготовлен путем введения в его внутреннюю часть (например, полость) структуры, в частности, пленки, трубки или иного элемента из того же или другого материала.

[83] Второй сегмент фильтрующего стержня 22 может охлаждать аэрозоль, генерируемый нагревателем 13, нагревающим табачный стержень 21. Таким образом, пользователь может вдыхать аэрозоль, охлажденный до подходящей температуры.

[84] Длина или диаметр второго сегмента может отличаться в зависимости от формы изделия 2 для генерирования аэрозоля. Например, желательная длина второго сегмента может составлять от 7 до 20 мм. Предпочтительно, длина второго сегмента составляет примерно 14 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[85] Второй сегмент может быть изготовлен путем сплетения полимерного волокна. В этом случае вкусо-ароматизирующую жидкость можно наносить на волокна, изготовленные из полимера. В другом примере второй сегмент может быть изготовлен путем сплетения отдельного волокна, на которое нанесена ароматизирующая жидкость, и волокна из полимера. Еще в одном примере второй сегмент может быть изготовлен из гофрированного полимерного листа.

[86] Например, полимер может быть выбран из группы, в которую входит полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полилактид (ПЛА), ацетат целлюлозы (ЦА) и алюминиевая фольга.

[87] Так как второй сегмент образован сплетенным полимерным волокном или гофрированным полимерным листом, то второй сегмент может содержать один или несколько каналов, ориентированных в продольном направлении. Упоминаемый в данном документе канал может означать путь, по которому движется газ (например, воздух или аэрозоль).

[88] Например, второй сегмент, изготовленный из гофрированного полимерного листа, может быть сформирован из материала толщиной примерно от 5 до 300 мкм, например, примерно от 10 до 250 мкм. Кроме того, общая площадь поверхности второго сегмента может составлять примерно от 300 до 1000 мм²/мм. Кроме того, элемент охлаждения аэрозоля может быть сформирован из материала с удельной площадью поверхности примерно от 10 до 100 мм²/мг.

[89] При этом второй сегмент может содержать нить, содержащую летучий ароматический ингредиент. Летучий ароматический ингредиент может представлять собой ментол. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Например, нить может быть пропитана достаточным количеством ментола, чтобы обеспечить содержание ментола во втором сегменте не менее 1,5 мг.

[90] Третий сегмент фильтрующего стержня 22 может представлять собой фильтр из ацетата целлюлозы. Желательная длина третьего сегмента может составлять от 4 до 20 мм. Например, длина третьего сегмента составляет примерно 12 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[91] Третий сегмент может быть изготовлен таким образом, что ароматизатор образуется путем распыления вкусо-ароматизирующей жидкости на третий сегмент в процессе изготовления третьего сегмента. В альтернативном варианте в третий сегмент может быть вставлено отдельное волокно, на которое нанесена вкусо-ароматизирующая жидкость. Аэрозоль, генерируемый в табачном стержне 21, может охлаждаться при прохождении через второй сегмент фильтрующего стержня 22, и охлажденный аэрозоль может поступать к пользователю через третий сегмент. Соответственно, когда в третий сегмент добавляют ароматизатор, вкус и аромат, передаваемый пользователю, может сохраняться гораздо дольше.

[92] Кроме того, фильтрующий стержень 22 может содержать по меньшей мере одну капсулу 23. В данном случае капсула 23 может выполнять функцию генерирования вкуса и аромата или аэрозоля. Например, капсула 23 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая ароматизатор, обернута пленкой. Капсула 23 может иметь сферическую или цилиндрическую форму. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[93] Как показано на ФИГ.  5, изделие 3 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать переднюю заглушку 33. Передняя заглушка 33 может быть расположена со стороны табачного стержня 31, противоположной к фильтрующему стержню 32. Передняя заглушка 33 может предохранять табачный стержень 31 от выпадения наружу и предотвращать попадание сжиженного аэрозоля из табачного стержня 31 во время курения в устройство для генерирования аэрозоля (например, устройство 1 для генерирования аэрозоля на ФИГ.  1-3).

[94] Фильтрующий стержень 32 может содержать первый сегмент 321 и второй сегмент 322. В данном случае первый сегмент 321 может соответствовать первому сегменту фильтрующего стержня 22 на ФИГ.  4, а второй сегмент 322 может соответствовать третьему сегменту фильтрующего стержня 22 на ФИГ.  4.

[95] Диаметр и общая длина изделия 3 для генерирования аэрозоля могут соответствовать диаметру и общей длине изделия 2 для генерирования аэрозоля на ФИГ.  4. Например, длина передней заглушки 33 может составлять примерно 7 мм, длина табачного стержня 31 может составлять примерно 15 мм, длина первого сегмента 321 может составлять примерно 12 мм, а длина второго сегмента 322 может составлять примерно 14 мм. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[96] Изделие 3 для генерирования аэрозоля может быть завернуто по меньшей мере в одну обертку 35. Обертка 35 может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое внутрь поступает наружный воздух или наружу выходит внутренний газ. Например, передняя заглушка 33 может быть завернута в первую обертку 351, табачный стержень 31 — во вторую обертку 352, первый сегмент 321 — в третью обертку 353, а второй сегмент 322 — в четвертую обертку 354. Кроме того, изделие 3 для генерирования аэрозоля в целом может быть завернуто в пятую обертку 355.

[97] Кроме того, в пятой обертке 355 может быть предусмотрена по меньшей мере одна перфорация 36. Например, перфорация 36 может быть выполнена в области, окружающей табачный стержень 31. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Перфорация 36 может служить для передачи тепла, генерируемого нагревателем 13, показанным на ФИГ.  2 и 3, внутрь табачного стержня 31.

[98] Кроме того, второй сегмент 322 может содержать по меньшей мере одну капсулу 34. В данном случае капсула 34 может выполнять функцию генерирования вкуса и аромата или аэрозоля. Например, капсула 34 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая ароматизатор, обернута пленкой. Капсула 34 может иметь сферическую или цилиндрическую форму. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[99] Первая обертка 351 может представлять собой комбинацию оберточной бумаги общего назначения для фильтров и металлической фольги, такой как алюминиевая фольга. Например, общая толщина первой обертки 351 может составлять от 45 до 55 мкм, предпочтительно примерно 50,3 мкм. Кроме того, толщина металлической фольги первой обертки 351 может составлять от 6 до 7 мкм, предпочтительно 6,3 мкм. Кроме того, плотность первой обертки 351 может составлять от 50 до 55 г/м², предпочтительно 53 г/м².

[100] Вторая обертка 352 и третья обертка 353 могут быть изготовлены из оберточной бумаги общего назначения для фильтров. Например, вторая обертка 352 и третья обертка 353 могут быть изготовлены из пористой или непористой оберточной бумаги.

[101] Например, пористость второй обертки 352 может составлять 35000 УЕ. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, толщина второй обертки 352 может составлять от 70 до 80 мкм, предпочтительно примерно 78 мкм. Кроме того, плотность второй обертки 352 может составлять от 20 до 25 г/м², предпочтительно 23,5 г/м².

[102] Например, пористость третьей обертки 353 может составлять 24000 УЕ. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, толщина третьей обертки 353 может составлять от 60 до 70 мкм, предпочтительно примерно 68 мкм. Кроме того, плотность третьей обертки 353 может составлять от 20 до 25 г/м², предпочтительно 21 г/м².

[103] Четвертая обертка 354 может быть изготовлена из ламинированной полилактидом бумаги. В данном случае под ламинированной полилактидом бумагой может пониматься трехслойная бумага, содержащая бумажный слой, слой полилактида и бумажный слой. Например, толщина четвертой обертки 354 может составлять от 100 до 120 мкм, предпочтительно примерно 110 мкм. Кроме того, плотность четвертой обертки 354 может составлять от 80 до 100 г/м², предпочтительно 88 г/м².

[104] Пятая обертка 355 может быть изготовлена из стерильной бумаги (например, MFW). В данном случае под стерильной бумагой (например, MFW) может подразумеваться бумага, специально подготовленная для повышения прочности на разрыв, водостойкости, гладкости и т. п. по сравнению с обычной бумагой. Например, плотность пятой обертки 355 может составлять от 57 до 63 г/м², предпочтительно примерно 60 г/м². Кроме того, толщина пятой обертки 355 может составлять от 64 до 70 мкм, предпочтительно примерно 67 мкм.

[105] Пятая обертка 355 может содержать внутри предварительно заданный материал. Материал может представлять собой, например, кремний. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кремний может обладать такими свойствами, как, например, теплостойкость с меньшим изменением под воздействием температуры, окислительную стойкость, означающую устойчивость к окислению, стойкость к различным химическим веществам, водоотталкивающие или диэлектрические свойства. Тем не менее, использование кремния необязательно; любой материал, обладающий раскрытыми выше свойствами, может быть нанесен на пятую обертку 355 (или использован для покрытия) без ограничений.

[106] Передняя заглушка 33 может быть изготовлена из ацетата целлюлозы. Например, передняя заглушка 33 может быть произведена посредством добавления пластификатора (например, триацетина) в волокно ацетата целлюлозы. Моноденье нити целлюлозно-ацетатного волокна может составлять от 1,0 до 10,0, предпочтительно от 4,0 до 6,0. Более предпочтительно, моноденье нити передней заглушки 33 может составлять примерно 5,0. Кроме того, поперечный разрез нити передней заглушки 33 может иметь Y-образную форму. Общий денье передней заглушки 33 может составлять от 20000 до 30000, предпочтительно от 25000 до 30000. Более предпочтительно, общий денье передней заглушки 33 может составлять 28000.

[107] Кроме того, при необходимости, передняя заглушка 33 может содержать, по меньшей мере, один канал, поперечный разрез которого может иметь различные формы.

[108] Табачный стержень 31 может соответствовать табачному стержню 21, раскрытому выше со ссылкой на ФИГ.  4. Таким образом, подробное раскрытие табачного стержня 31 в данном документе будет опущено.

[109] Первый сегмент 321 может быть изготовлен из ацетата целлюлозы. Например, первый сегмент может быть выполнен в форме трубки с полостью внутри. Например, первый сегмент 321 может быть изготовлен посредством добавления пластификатора (например, триацетина) в волокно ацетата целлюлозы. Например, моноденье и общий денье первого сегмента 321 могут совпадать с моноденье и общим денье передней заглушки 33.

[110] Второй сегмент 322 может быть изготовлен из ацетата целлюлозы. Моноденье нити второго сегмента 322 может составлять от 1,0до 10,0, предпочтительно от 8,0 до 10,0. Более предпочтительно, моноденье нити второго сегмента 322 может составлять 9,0. Кроме того, поперечный разрез нити второго сегмента 322 может иметь Y-образную форму. Общий денье второго сегмента 322 может составлять от 20000 до 30000, предпочтительно 25000.

[111] На ФИГ.  6 изображена блок-схема устройства 400 для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[112] Устройство 400 для генерирования аэрозоля может содержать контроллер 410, сенсорный блок 420, блок 430 вывода, аккумулятор 440, нагреватель 450, блок 460 пользовательского ввода, память 470 и блок 480 связи. Тем не менее, внутренняя структура устройства 400 для генерирования аэрозоля не ограничена структурой, показанной на ФИГ.  6. Специалисту в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что некоторые из компонентов, показанных на ФИГ.  6, могут быть опущены, или могут быть добавлены новые компоненты в соответствии с конструкцией устройства 400 для генерирования аэрозоля.

[113] Сенсорный блок 420 может распознавать состояние устройства 400 для генерирования аэрозоля или состояние окружающей среды вокруг устройства 400 для генерирования аэрозоля, и передавать информацию, полученную датчиками, на контроллер 410. На основании полученной датчиками информации контроллер 410 может управлять устройством 400 для генерирования аэрозоля, регулируя работу нагревателя 450, ограничивая курение, определяя наличие изделия для генерирования аэрозоля (например, сигареты, картриджа и т. п.), отображая уведомления и выполняя иные функции.

[114] Сенсорный блок 420 может содержать датчик 422 температуры и/или датчик 424 распознавания введения и/или датчик 426 затяжки. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[115] Датчик 422 температуры может определять температуру, до которой нагревается нагреватель 450 (или материал для генерирования аэрозоля). Устройство 400 для генерирования аэрозоля может содержать отдельный датчик температуры для измерения температуры нагревателя 450, или сам нагреватель 450 может служить датчиком температуры. В альтернативном варианте датчик 422 температуры может быть расположен вокруг аккумулятора 440 для контроля температуры аккумулятора 440.

[116] Датчик 424 распознавания введения может определять, вставлено ли или извлечено ли изделие для генерирования аэрозоля. Датчик 424 распознавания введения может включать, например, пленочный датчик и/или датчик давления и/или световой датчик и/или резистивный датчик и/или емкостной датчик и/или индуктивный датчик и/или инфракрасный датчик, способный распознавать изменение сигнала при введении или извлечении изделия для генерирования аэрозоля.

[117] Датчик 426 затяжки может распознавать выполняемую пользователем затяжку на основании различных физических изменений в пути для потока воздуха или в канале для потока воздуха. Например, датчик 426 затяжки может распознавать затяжку пользователя, основываясь на изменении любого из следующих параметров: температура, поток, напряжение и давление.

[118] Сенсорный блок 420 может дополнительно содержать по меньшей мере один из следующих компонентов: датчик температуры/влажности, датчик атмосферного давления, магнитный датчик, датчик ускорения, гироскоп, датчик положения (например, датчик глобальной системы позиционирования (GPS)), датчик приближения или датчик красного, зеленого, синего (RGB) цвета (например, датчик освещенности), в дополнение к датчикам 422-426, раскрытым выше. Функция каждого датчика может быть интуитивно понятна из его названия специалисту в данной области техники, и поэтому подробное раскрытие этой функции в настоящем документе не приводится.

[119] Блок 430 вывода может выводить информацию о состоянии устройства 400 для генерирования аэрозоля и предоставлять ее пользователю. Блок 430 вывода может представлять собой дисплей 432 и/или тактильную часть 434 и/или устройство 436 вывода звука. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Если дисплей 432 и сенсорная панель выполнены в виде слоистой структуры для формирования сенсорного экрана, дисплей 432 может использоваться в качестве устройства ввода в дополнение к устройству вывода.

[120] Дисплей 432 может визуально предоставлять пользователю информацию об устройстве 400 для генерирования аэрозоля. Информация об устройстве 400 для генерирования аэрозоля может содержать, например, состояние зарядки/разрядки аккумулятора 440 устройства 400 для генерирования аэрозоля, состояние предварительного нагрева нагревателя 450, состояние введения/извлечения изделия для генерирования аэрозоля, состояние ограниченного использования (например, обнаружено нестандартное изделие) устройства 400 для генерирования аэрозоля и т. п., и дисплей 432 может выводить информацию наружу. Дисплей 432 может представлять собой, например, жидкокристаллический дисплей (LCD), дисплей на органических светодиодах (OLED) и т. п. Дисплей 432 также может быть выполнен в виде светодиодного устройства (LED).

[121] Тактильная часть 434 может предоставлять пользователю информацию об устройстве 400 для генерирования аэрозоля тактильным способом путем преобразования электрического сигнала в механический или электрический раздражитель. Тактильная часть 434 может представлять собой, например, мотор, пьезоэлектрический элемент или устройство электрической стимуляции.

[122] Устройство 436 вывода звука может предоставлять пользователю информацию об устройстве 400 для генерирования аэрозоля в звуковой форме. Например, устройство 436 вывода звука может преобразовывать электрический сигнал в звуковой сигнал и выводить звуковой сигнал наружу.

[123] Аккумулятор 440 может подавать питание, используемое для работы устройства 400 для генерирования аэрозоля. Аккумулятор 440 может подавать питание для нагрева нагревателя 450. Кроме того, аккумулятор 440 может подавать питание, необходимое для работы других компонентов (например, сенсорного блока 420, блока 430 вывода, блока 460 пользовательского ввода, памяти 470 и блока 480 связи), входящих в состав устройства 400 для генерирования аэрозоля. Аккумулятор 440 может представлять собой перезаряжаемый аккумулятор или одноразовый аккумулятор. Например, аккумулятор 440 может представлять собой литий-полимерный (LiPoly) аккумулятор. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[124] Нагреватель 450 может получать питание от аккумулятора 440 для нагрева материала для генерирования аэрозоля. Хотя это не показано на ФИГ.  6, устройство 400 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать схему преобразования питания (например, преобразователь постоянного тока в постоянный ток (DC/DC)), которая преобразует питание аккумулятора 440 и подает питание на нагреватель 450. Кроме того, когда устройство 400 для генерирования аэрозоля генерирует аэрозоль способом индукционного нагрева, устройство 400 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать преобразователь постоянного тока в переменный ток (DC/AC), который преобразует постоянный ток аккумулятора 440 в переменный ток.

[125] Контроллер 410, сенсорный блок 420, блок 430 вывода, блок 460 пользовательского ввода, память 470 и блок 480 связи могут получать необходимое для выполнения своих функций питание от аккумулятора 440. Хотя это не показано на ФИГ.  6, устройство 400 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать схему преобразования питания, например, схему с низким падением напряжения (LDO) или схему регулятора напряжения, которая преобразует питание аккумулятора 440 и подает питание на соответствующие компоненты.

[126] Нагреватель 450 может быть изготовлен из любого подходящего электрорезистивного материала. Электрорезистивный материал может представлять собой металл или сплав металлов, в том числе титан, цирконий, тантал, платину, никель, кобальт, хром, гафний, ниобий, молибден, вольфрам, олово, галлий, марганец, железо, медь, нержавеющую сталь или нихром, а также другие металлы или сплавы. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, нагреватель 450 может быть выполнен в виде металлической нагревательной проволоки, металлической нагревательной пластины, на которой размещена электропроводящая дорожка, или керамического нагревательного элемента и т. п., а также в виде иных элементов.

[127] В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 450 может представлять собой нагреватель индукционного типа. Например, нагреватель 450 может содержать токоприемник, нагревающий материал для генерирования аэрозоля путем генерирования тепла магнитным полем, индуцированным катушкой.

[128] В одном из вариантов осуществления изобретения нагреватель 450 может содержать несколько нагревателей. Например, нагреватель 450 может содержать первый нагреватель для нагревания изделия для генерирования аэрозоля и второй нагреватель для нагревания жидкости.

[129] Блок 460 пользовательского ввода может принимать информацию от пользователя или выводить информацию пользователю. Например, блок 460 пользовательского ввода может содержать, в частности, клавиатуру, купольный переключатель, сенсорную панель (например, контактно-емкостного типа, типа резистивной пленки, типа инфракрасного датчика, типа поверхностной ультразвуковой проводимости, типа измерения интегрального напряжения, типа пьезоэффекта и т.д.), колесо переключения, поворотный переключатель и т. п. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Кроме того, хотя это и не показано на ФИГ.  6, устройство 400 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать интерфейс подключения, такой как интерфейс универсальной последовательной шины (USB), и может быть подключено к другому внешнему устройству через интерфейс подключения, такой как интерфейс USB, для передачи и приема информации или для зарядки аккумулятора 440.

[130] Память 470 представляет собой аппаратное обеспечение, хранящее различные типы данных, обрабатываемых в устройстве 400 для генерирования аэрозоля, и может хранить данные, обрабатываемые контроллером 410, и данные, подлежащие обработке таким образом. Память 470 может представлять собой по меньшей мере один из следующих типов носителя информации: флэш-память, жесткий диск, мультимедийная микро-карта, карта (например, SD или XE), оперативная память (RAM), постоянная оперативная память (SRAM), постоянная память (ROM), электрически стираемая программируемая постоянная память (EEPROM), программируемая постоянная память (PROM), магнитная память, магнитный диск или оптический диск. Память 470 может хранить время работы устройства 400 для генерирования аэрозоля, максимальное число затяжек, текущее число затяжек, по меньшей мере один профиль температуры, данные о привычных действиях пользователя при курении и т. д.

[131] Блок 480 связи может содержать по меньшей мере один компонент для связи с другим электронным устройством. Например, блок 480 связи может содержать блок 482 беспроводной связи малого радиуса действия и блок 484 беспроводной связи.

[132] Блок 482 беспроводной связи малого радиуса действия может представлять собой блок связи Bluetooth, блок связи BLE, блок связи ближнего поля, блок связи WLAN (Wi-Fi), блок связи ZigBee, блок связи Ассоциации передачи данных в инфракрасном диапазоне (IrDA), блок связи Wi-Fi direct (WFD), сверхширокополосной блок связи (UWB) и блок связи Ant+. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным.

[133] Блок 484 беспроводной связи может представлять собой, например, коммуникатор сотовой сети, коммуникатор Интернета, коммуникатор компьютерной сети (например, локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN)) и т. п. Тем не менее, варианты осуществления изобретения не ограничиваются вышеперечисленным. Блок 484 беспроводной связи может использовать информацию об абоненте (например, международный идентификатор мобильного абонента (IMSI)) для идентификации и аутентификации устройства 400 для генерирования аэрозоля в сети связи.

[134] Контроллер 410 может управлять работой устройства 400 для генерирования аэрозоля в целом. В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер 410 может содержать по меньшей мере один процессор. По меньшей мере один процессор может быть реализован как массив из множества логических элементов или как комбинация микропроцессора общего назначения и памяти, в которой хранится программа, исполняемая в микропроцессоре. Кроме того, специалисту в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что он может быть реализован посредством аппаратных средств других типов.

[135] Контроллер 410 может управлять температурой нагревателя 450 путем управления подачей питания от аккумулятора 440 на нагреватель 450. Например, контроллер 410 может управлять подачей питания путем управления переключением переключающего элемента между аккумулятором 440 и нагревателем 450. В другом примере схема прямого нагрева может управлять подачей питания на нагреватель 450 в соответствии с управляющей командой от контроллера 410.

[136] Контроллер 410 может анализировать результат измерений, полученный сенсорным блоком 420, и управлять процессами, которые будут выполняться после этого. Например, контроллер 410 может управлять подачей питания на нагреватель 450 для запуска или прекращения работы нагревателя 450 на основании результата измерений, полученного сенсорным блоком 420. В другом примере контроллер 410 может управлять количеством энергии, подаваемой на нагреватель 450, и временем подачи этой энергии, то есть нагреватель 450 может нагреваться до заданной температуры или поддерживаться на желаемом уровне температуре на основании результата измерений, полученного сенсорным блоком 420.

[137] Контроллер 410 может управлять блоком 430 вывода на основании результата измерений, полученного сенсорным блоком 420. Например, если количество затяжек, подсчитанное датчиком 426 затяжки, достигает предварительно заданного количества, контроллер 410 может сообщить пользователю, что работа устройства 400 для генерирования аэрозоля скоро закончится, посредством дисплея 432 и/или тактильной части 434 и/или устройства 436 вывода звука.

[138] В одном из вариантов осуществления изобретения контроллер 410 может управлять временем подачи питания и/или количеством питания для нагревателя 450 в зависимости от состояния изделия для генерирования аэрозоля, распознаваемого сенсорным блоком 420. Например, если изделие для генерирования аэрозоля находится в переувлажненном состоянии, контроллер 410 может управлять временем подачи питания на индуктивную катушку для увеличения времени предварительного нагрева по сравнению со случаем, когда изделие для генерирования аэрозоля находится в обычном состоянии.

[139] Один вариант осуществления может быть также реализован в форме носителя информации, содержащего инструкции, выполняемые компьютером, такие как программные модули, выполняемые компьютером. Машиночитаемый носитель может представлять собой любой доступный носитель, к которому может иметь доступ компьютер, в частности как энергозависимые, так и энергонезависимые носители, а также съемные и несъемные носители. Кроме того, машиночитаемый носитель может представлять собой как запоминающую среду компьютера, так и коммуникационную среду. Запоминающая среда компьютера представляет собой энергозависимый носитель, энергонезависимый носитель, съемный носитель или несъемный носитель, реализованный с помощью любого метода или технологии хранения информации, такой как машиночитаемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные. Коммуникационная среда обычно содержит машиночитаемые инструкции, структуры данных, другие данные в модулированных сигналах данных, таких как программные модули, или другие механизмы передачи, и содержит любые среды передачи информации.

[140] На ФИГ.  7-11 изображены виды, иллюстрирующие этапы способа изготовления нагревательной структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Порядок этапов изготовления нагревательной структуры не ограничивается описанным в настоящем документе порядком, и между этапами может быть включен по меньшей мере один дополнительный этап, любой из описанных этапов может быть опущен, или порядок некоторых этапов может быть изменен.

[141] Как показано на ФИГ.  7, способ изготовления нагревательной структуры 550 может содержать этап заготовки подложки 551. Подложка 551 может иметь форму пластины с противоположными поверхностями (например, поверхностью, ориентированной в направлении +Z, и поверхностью, ориентированной в направлении -Z). По меньшей мере одна поверхность (например, поверхность, ориентированная в направлении +Z) подложки 551 может быть выполнена в виде по существу плоской поверхности.

[142] В одном из вариантов осуществления изобретения подложка 551 может быть выполнена из различных материалов. Например, подложка 551 может быть выполнена из стекла, кремния (Si), оксида кремния (SiO₂), сапфира, полистирола, полиметилметакрилата и/или любого другого материала с подходящими теплопроводными свойствами. В некоторых вариантах осуществления подложка 551 может быть выполнена из стекла и/или кремния (Si) и/или оксида кремния (SiO₂) и/или сапфира. В некоторых вариантах осуществления подложка 551 может содержать материал с относительно низким коэффициентом теплопередачи. Это позволяет локально передавать тепло частичной области на подложке 551.

[143] В одном из вариантов осуществления изобретения подложка 551 может обладать электропроводностью. В одном из вариантов осуществления изобретения подложка 551 может обладать диэлектрическими свойствами.

[144] В одном из вариантов осуществления изобретения подложка 551 может быть выполнена из материала с любой теплопроводностью, подходящей для использования в среде, в которой расположена нагревательная структура 550. Например, подложка 551 может иметь теплопроводность примерно 0,6 Ватт на метр-кельвин (Вт/мК) или менее, от примерно 1 Вт/мК до примерно 2 Вт/мК, от примерно 2 Вт/мК до примерно 5 Вт/мК, от примерно 5 Вт/мК до примерно 10 Вт/мК, от примерно 10 Вт/мК до примерно 100 Вт/мК или от примерно 100 Вт/мК до примерно 200 Вт/мК, при давлении 1 бар и температуре 25°C.

[145] В одном из вариантов осуществления изобретения подложка 551 может характеризоваться относительной теплопроводностью. Иными словами, теплопроводность подложки 551 может быть по существу равна или меньше теплопроводности другого компонента (например, металлической призмы 554) нагревательной структуры 550. Если подложка 551 имеет относительно низкую теплопроводность, рассеивание тепла через подложку 551 может уменьшиться, а количество тепла, передаваемого на цель, может увеличиться. Например, теплопроводность подложки 551 может составлять примерно 45 Вт/мК или менее, примерно 40 Вт/мК или менее, примерно 35 Вт/мК или менее, примерно 30 Вт/мК или менее, примерно 25 Вт/мК или менее, примерно 20 Вт/мК или менее, примерно 15 Вт/мК или менее, примерно 10 Вт/мК или менее, примерно 5 Вт/мК или менее, примерно 2 Вт/мК или менее, или примерно 1 Вт/мК при давлении 1 бар и температуре 25°C.

[146] Как показано на ФИГ.  8, способ изготовления нагревательной структуры 550 может содержать этап нанесения множества шариков 552 на одну поверхность (например, поверхность, ориентированную в направлении +Z) подложки 551. Множество шариков 552 может быть нанесено в виде монослоя (т.е. по существу одного слоя) на одну поверхность подложки 551.

[147] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 может быть нанесено на подложку 551 любым подходящим способом. Например, множество шариков 552 может быть нанесено методом физического осаждения из паровой фазы, химического осаждения из паровой фазы, атомно-слоевого осаждения и/или любым другим подходящим методом. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 может быть осаждено методом физического осаждения из паровой фазы.

[148] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 может быть нанесено при по существу низкой температуре термостойкости. Например, множество шариков 552 может быть нанесено при температуре термостойкости примерно 110°C или менее, примерно 100°C или менее, примерно 90°C или менее, примерно 80°C или менее, примерно 70°C или менее, примерно 60°C или менее, примерно 50°C или менее, примерно 40°C или менее, или примерно 30°C или менее. Например, множество шариков 552 может быть нанесено при температуре термостойкости примерно 20°C или более, примерно 30°C или более, примерно 40°C или более, примерно 50°C или более, примерно 60°C или более, примерно 70°C или более, или примерно 80°C или более. Например, множество шариков 552 может быть нанесено при температуре термостойкости, близкой к комнатной температуре (примерно 25°C).

[149] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут иметь структуру с по существу криволинейной поверхностью. Например, множество шариков 552 может иметь шарообразную форму круглого или эллиптического сечения. В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут быть сформированы в виде трехмерной формы многоугольного сечения.

[150] В одном из вариантов осуществления изобретения некоторые из множества шариков 552 могут соприкасаться друг с другом. В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 может быть расположено с образованием промежутков между некоторыми (например, тремя) соседними шариками 552.

[151] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут быть нанесены на подложку 551 в регулярном расположении. Например, множество шариков 552 могут содержать множество первых шариков 552A, расположенных в первом направлении (например, в направлении +/-X) подложки 551, и множество вторых шариков 552B, расположенных во втором направлении (например, +/-Y), пересекающемся с первым направлением подложки 551 из множества первых шариков 552A, расположенных в первом направлении подложки 551. В некоторых вариантах осуществления множество первых шариков 552A и множество вторых шариков 552B могут быть расположены таким образом, чтобы центр множества первых шариков 552A и центр множества вторых шариков 552B могли не совпадать при взгляде на подложку 551 в одном направлении (например, в направлении +/-Y).

[152] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 может быть сформировано из смолы на основе стирола, смолы на основе (мет)акрила, смолы на основе имида и/или их сополимера. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 может быть сформировано из полиметилметакрилата, полиэтилметакрилата, поли-н-бутилметакрилата, полисек-бутилметакрилата, политрет-бутилметакрилата, полиметилакрилата, полиизопропилакрилата, полициклогексилметакрилата, поли 2-метилциклогексилметакрилата, полидициклопентанилоксиэтилметакрилата, полиизоборнилметакрилата, полициклогексилакрилата, поли 2-метилциклогексилакрилата, полидициклопентенилакрилата, полидициклопентанилакрилата, полидициклопентенилметакрилата, полидициклопентанилметакрилата, полидициклопентанилоксиэтилакрилата, полиизоборнилакрилата, полифенилметакрилата, полифенилакрилата, полибензилакрилата, полибензилметакрилата, поли 2-гидроксиэтилметакрилата, полистирола, полиα-метилстирола, поли-м-метилстирола, поли-п-метилстирола, винилтолуола, 1,3-бутадиена, изопрена, 2,3-диметил 1,3-бутадиена, полиимида и/или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 может быть сформировано из полистирола или кремнезема. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 может быть сформировано из полистирола.

[153] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут иметь средний максимальный диаметр примерно 10 нм или более, примерно 50 нм или более, примерно 90 нм или более, примерно 100 нм или более, примерно 150 нм или более, примерно 200 нм или более, примерно 300 нм или более, примерно 450 нм или более, или примерно 500 нм или более. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 могут иметь средний максимальный диаметр примерно 450 нм или более.

[154] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут иметь средний максимальный диаметр примерно 1000 нм или менее, примерно 900 нм или менее, примерно 800 нм или менее, примерно 700 нм или менее, примерно 600 нм или менее, или примерно 550 нм или менее. В некоторых вариантах осуществления множество шариков 552 могут иметь средний максимальный диаметр примерно 600 нм или менее.

[155] Как показано на ФИГ.  9, способ изготовления нагревательной структуры 550 может содержать этап уменьшения размера множества шариков 552 на подложке 551.

[156] В одном из вариантов осуществления изобретения уменьшенный размер (например, средний максимальный диаметр) множества шариков 552 может составлять примерно 360 нм или менее, примерно 350 нм или менее, примерно 340 нм или менее, примерно 330 нм или менее, примерно 320 нм или менее, примерно 310 нм или менее или примерно 300 нм или менее. В одном из вариантов осуществления изобретения уменьшенный размер (например, средний максимальный диаметр) множества шариков 552 может составлять примерно 290 нм или более, примерно 300 нм или более, примерно 310 нм или более, примерно 320 нм или более, примерно 330 нм или более или примерно 340 нм или более.

[157] В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков 552 могут иметь по существу ту же форму, которую они имели до уменьшения размера. Например, множество шариков 552 может сохранять шарообразную форму круглого или эллиптического сечения.

[158] В одном из вариантов осуществления изобретения размер множества шариков 552 может быть уменьшен любым подходящим способом. В одном из вариантов осуществления изобретения размер множества шариков 552 может быть уменьшен с помощью процесса травления (например, реактивного ионного травления, ионного травления и/или любого другого травления). Реактивное ионное травление может быть выбрано в качестве одного из преимущественных процессов, учитывая, что свободные электроны металлических частиц концентрируются в краевой области металлической призмы (например, металлической призмы 554). В одном из вариантов осуществления изобретения размер множества шариков 552 может быть уменьшен путем по меньшей мере частичного погружения множества шариков 552 в растворитель.

[159] В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере некоторые из множества шариков 552 уменьшенного размера могут быть физически отделены друг от друга. Некоторые из множества шариков 552 могут быть смещены без соприкосновения друг с другом с образованием зазора между ними.

[160] Как показано на ФИГ.  10, способ изготовления нагревательной структуры 550 может содержать этап осаждения множества металлических частиц 553 на одну поверхность (например, поверхность, ориентированную в направлении +Z) подложки 551.

[161] В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц 553 могут иметь размеры в нанодиапазоне. Например, множество металлических частиц 553 могут иметь средний максимальный диаметр примерно 1 мкм или менее. В некоторых вариантах осуществления множество металлических частиц 553 может иметь средний максимальный диаметр примерно 700 нм или менее, примерно 600 нм или менее, примерно 500 нм или менее, примерно 400 нм или менее, примерно 300 нм или менее, примерно 200 нм или менее, примерно 150 нм или менее, или примерно 100 нм или менее.

[162] В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц 553 может быть осаждено на подложке 551 и/или множество шариков 552 любым подходящим методом осаждения. Например, множество металлических частиц 553 могут быть осаждены путем напыления, осаждения ионным пучком, термического испарения, химического осаждения из паровой фазы, плазменного осаждения и/или любым другим подходящим методом осаждения.

[163] В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц 553 могут быть осаждены на первую область A1 осаждения, содержащую соответствующие открытые участки множества шариков 552, расположенных на одной поверхности подложки 551, и вторую область A2 осаждения, содержащую участок по меньшей мере части одной поверхности подложки 551 и/или участки между множеством шариков 552. В некоторых вариантах осуществления подложка 551 может содержать область A3 без осаждения, в которой не осаждается множество металлических частиц 553 и не располагается множество шариков 552.

[164] В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц 553 может быть получено из любого материала, подходящего для генерирования тепла. Например, множество металлических частиц 553 может быть получено по меньшей мере из одного из следующих веществ: золото, серебро, медь, палладий, платина, алюминий, титан, никель, хром, железо, кобальт, марганец, родий и рутений, или их комбинации.

[165] В одном из вариантов осуществления изобретения множество металлических частиц 553 могут быть сформированы из любого материала, подходящего для генерирования тепла, при взаимодействии со светом с определенным диапазоном длины волны (например, диапазоном длины волны видимого света, то есть примерно от 380 нм до 780 нм). Например, множество металлических частиц 553 может быть получено по меньшей мере из одного из следующих веществ: золото, серебро, медь, палладий и платина, или их комбинации.

[166] В некоторых вариантах осуществления множество металлических частиц 553 может быть сформировано из металлического материала, характеризующегося средним максимальным коэффициентом поглощения. В данном случае под средним максимальным коэффициентом поглощения может пониматься коэффициент поглощения, по существу, имеющий пик в диапазоне длины волны. Диапазон длины волны, соответствующий коэффициенту поглощения, может пониматься как диапазон длины волны, в котором резонирует множество металлических частиц 553. Например, множество металлических частиц 553 может быть сформировано из металлического материала, имеющего средний максимальный коэффициент поглощения в диапазоне длины волны между примерно 430 нм и примерно 450 нм, между примерно 480 нм и примерно 500 нм, между примерно 490 нм и примерно 510 нм, между примерно 500 нм и примерно 520 нм, между примерно 550 нм и примерно 570 нм, между примерно 600 нм и примерно 620 нм, между примерно 620 нм и примерно 640 нм, между примерно 630 нм и примерно 650 нм, между примерно 640 нм и примерно 660 нм, между примерно 680 нм и примерно 700 нм или между примерно 700 нм и примерно 750 нм. Средний максимальный коэффициент поглощения множества металлических частиц 553 может варьироваться в зависимости от типа подложки 551 в дополнение к металлическому материалу, размера структуры (например, металлической призмы), образованной множеством металлических частиц 553, и/или формы структуры.

[167] В одном из вариантов осуществления изобретения толщина осаждения множества металлических частиц 553 может составлять примерно 20 нм или менее. В предпочтительном варианте осуществления изобретения толщина осаждения множества металлических частиц 553 может составлять примерно 10 нм или менее. Когда множество металлических частиц 553 осаждено на подложку 551 толщиной более 10 нм, в структуре (например, металлической призме), образованной множеством металлических частиц 553, может быть снижен уровень экзотермической реакции. Если толщина структуры, образованной множеством металлических частиц 553, превышает 10 нм, вероятность утечки тепла в окружающую среду нагревательной структуры 550 может увеличиться, что может привести к снижению теплового КПД нагревательной структуры 550.

[168] Как показано на ФИГ.  11, способ изготовления нагревательной структуры 550 может содержать этап удаления множества шариков (например, шариков 552 на ФИГ.  10). При удалении множества шариков на подложке 551 может быть сформировано множество отверстий H, окруженных металлической призмой 554. Отверстия H могут иметь форму (например, по существу круглую или эллиптическую форму), соответствующую форме сечения шариков.

[169] Удаление множества шариков может быть выполнено любым подходящим методом. В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков может быть растворено растворителем путем погружения в растворитель. Например, растворитель может включать толуол и/или ацетон и/или бензол и/или фенол и/или эфир и/или любой другой подходящий неорганический растворитель или любой органический растворитель. В одном из вариантов осуществления изобретения множество шариков могут быть удалены с помощью процесса травления (например, реактивного ионного травления, ионного травления и/или любого другого травления).

[170] На ФИГ.  12 изображен вид в плане части нагревательной структуры согласно одному из вариантов осуществления изобретения, а на ФИГ.  13 изображен разрез нагревательной структуры вдоль линии 13-13 на ФИГ.  12 согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[171] Как показано на ФИГ.  12 и 13, нагревательная структура 650 может быть выполнена с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР). Под поверхностным плазмонным резонансом (ППР) понимают коллективное колебание электронов, распространяющееся вдоль границы раздела металлических частиц со средой. Например, коллективное колебание электронов металлических частиц может быть вызвано светом, распространяющимся с наружной стороны нагревательной структуры 650. Возбуждение электронов металлических частиц может генерировать тепловую энергию, и генерируемая тепловая энергия может передаваться в среде, к которой приложена нагревательная структура 650.

[172] Нагревательная структура 650 может содержать подложку 651. Подложка 651 может содержать первую поверхность 651A (например, верхнюю поверхность) и вторую поверхность 651B (например, нижнюю поверхность), противоположную первой поверхности 651A.

[173] Нагревательная структура 650 может содержать металлическую призму 654. Металлическая призма 654 может иметь форму сетки. Металлическая призма 654 может представлять собой по существу единую конструкцию и содержать множество отверстий H. Металлическая призма 654 может содержать первую базовую поверхность 654A, обращенную к первой поверхности 651A подложки 651, вторую базовую поверхность 654B, противоположную первой базовой поверхности 654A, и несколько боковых поверхностей 654C1 и 654C2 между первой базовой поверхностью 654А и второй базовой поверхностью 654B. Первая поверхность 651A подложки 651 и несколько боковых поверхностей 654C1 и 654C2 металлической призмы 654 могут образовывать множество отверстий H.

[174] В одном из вариантов осуществления изобретения первая базовая поверхность 654A и вторая базовая поверхность 654B могут быть по существу параллельны друг другу.

[175] В одном из вариантов осуществления изобретения первая базовая поверхность 654A и/или вторая базовая поверхность 654B могут быть выполнены в виде по существу плоской поверхности.

[176] В одном из вариантов осуществления изобретения расстояние между первой базовой поверхностью 654A и второй базовой поверхностью 654B (например, толщина металлической призмы 654) может составлять примерно 10 нм или менее. Когда металлическая призма 654 имеет толщину более 10 нм, уровень экзотермической реакции множества металлических частиц, образующих металлическую призму 654, может снижаться, что может привести к снижению теплового КПД нагревательной структуры 650.

[177] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько боковых поверхностей 654C1 и 654C2 металлической призмы 654 могут быть ориентированы в разных направлениях. Например, первая боковая поверхность 654C1 может быть ориентирована в первом направлении (например, в первом радиальном направлении), а вторая боковая поверхность 654C2 может быть ориентирована во втором направлении (например, втором радиальном направлении), по существу, противоположном первому направлению.

[178] В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одна из нескольких боковых поверхностей 654C1 и 654C2 может быть выполнена в виде по существу криволинейной поверхности. В некоторых вариантах осуществления несколько боковых поверхностей 654C1 и 654C2 могут быть выполнены в виде криволинейных поверхностей, имеющих по существу одинаковую кривизну. В одном из вариантов осуществления изобретения кривизна любой из нескольких боковых поверхностей 654C1 и 654C2 может отличаться от кривизны другой боковой поверхности.

[179] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько боковых поверхностей 654C1 и 654C2 могут быть выполнены в виде изогнутых поверхностей, вогнутых к центру металлической призмы 654. В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одна из нескольких боковых поверхностей 654C1 и 654C2 может быть выполнена в виде криволинейной поверхности, выпуклой от центра металлической призмы 654.

[180] В одном из вариантов осуществления изобретения металлическая призма 654 может иметь две боковые поверхности. Например, металлическая призма 654 может иметь по существу полукруглую форму или форму, близкую к полукругу.

[181] В одном из вариантов осуществления изобретения некоторые из множества отверстий H могут быть отделены друг от друга. Некоторые отверстия H могут быть разделены частью металлической призмы 654. В некоторых вариантах осуществления изобретения некоторые из множества отверстий H могут быть соединены друг с другом. Например, некоторые области металлической призмы 654 могут быть не соединены друг с другом, и отверстия H на обеих сторонах областей могут быть соединены.

[182] В одном из вариантов осуществления изобретения множество отверстий H могут иметь средний максимальный диаметр D примерно 10 нм или более, примерно 50 нм или более, примерно 90 нм или более, примерно 100 нм или более, примерно 150 нм или более, примерно 200 нм или более, примерно 300 нм или более, примерно 350 нм или более, примерно 450 нм или более, или примерно 500 нм или более. В некоторых вариантах осуществления множество отверстий H могут иметь средний максимальный диаметр D примерно 450 нм или более.

[183] В одном из вариантов осуществления изобретения множество отверстий H могут иметь средний максимальный диаметр D примерно 1000 нм или менее, примерно 900 нм или менее, примерно 800 нм или менее, примерно 700 нм или менее, примерно 600 нм или менее, или примерно 550 нм или менее. В некоторых вариантах осуществления множество отверстий H могут иметь средний максимальный диаметр D примерно 600 нм или менее.

[184] На ФИГ.  14 изображены сравнительные графики среднего коэффициента поглощения нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[185] Как показано на ФИГ.  14, график слева показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит стеклянную подложку и металлическую призму, содержащую золото и сформированную с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм. Резонансная длина волны нагревательной структуры составляла примерно 640 нм.

[186] График в середине показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит стеклянную подложку и металлическую призму, содержащую золото и образованную путем уменьшения размера полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм с применением реактивного ионного травления. Резонансная длина волны нагревательной структуры составляла примерно 640 нм.

[187] График справа показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит стеклянную подложку и металлическую призму, содержащую золото и сформированную с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 800 нм. Резонанасная длина волны нагревательной структуры составляла примерно 700 нм.

[188] На ФИГ.  15 изображены сравнительные графики среднего коэффициента поглощения нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[189] Как показано на ФИГ.  15, график слева показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит сапфировую подложку и металлическую призму, содержащую золото и сформированную с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм. Резонанасная длина волны нагревательной структуры составляла примерно 640 нм.

[190] График в середине показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит сапфировую подложку и металлическую призму, содержащую золото и образованную путем уменьшения размера полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм с применением реактивного ионного травления. Резонансная длина волны нагревательной структуры составляла примерно 610 нм и примерно 680 нм.

[191] График справа показывает коэффициент поглощения нагревательной структуры (например, нагревательной структуры 650 на ФИГ.  12) в зависимости от длины волны, причем нагревательная структура содержит сапфировую подложку и металлическую призму, содержащую золото и сформированную с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 800 нм. Резонансная длина волны нагревательной структуры не попала в видимый диапазон длины волны.

[192] Согласно графикам на ФИГ.  14 и 15 резонансная длина волны нагревательной структуры увеличивается по мере увеличения размера шариков.

[193] На ФИГ.  16 изображена нагревательная структура согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[194] Как показано на ФИГ.  16, нагревательная структура 750 может содержать подложку 751, содержащую первую поверхность 751A и вторую поверхность 751B, структуру 754 ППР (например, металлическую призму 554 или 654), расположенную на первой поверхности 751A, и отражающий слой 755, расположенный на второй поверхности 751B. Нагревательная структура 750 может быть выполнена с возможностью приема света L на подложку 751 и/или структуру 754 ППР.

[195] В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может быть выполнена в виде по меньшей мере одной металлической призмы (например, металлической призмы 554 или 654), содержащей множество металлических частиц. В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может содержать множество металлических частиц, нанесенных на первую поверхность 751A подложки 751. В одном из вариантов осуществления изобретения структура 754 ППР может содержать по меньшей мере одну металлическую пленку, сформированную из металлического материала.

[196] Источник света, излучающий свет L, может быть удален от нагревательной структуры 750 на определенное расстояние. Например, расстояние между источником света и нагревательной структурой 750 может составлять примерно 40 см или менее, примерно 35 см или менее, примерно 30 см или менее, примерно 25 см или менее, примерно 20 см или менее, примерно 15 см или менее, примерно 10 см или менее, или примерно 5 см или менее. Расстояние между источником света и нагревательной структурой 750 может составлять примерно 5 см или более, примерно 10 см или более, примерно 15 см или более, примерно 20 см или более, или примерно 25 см или более.

[197] Свет L может образовывать пятно LS на подложке 751 и/или структуре 754 ППР. Например, размер пятна LS может составлять примерно 2 мм или менее, примерно 1,5 мм или менее, примерно 1 мм или менее, или примерно 0,5 мм или менее. Размер пятна LS может составлять примерно 0,2 мм или более, примерно 0,4 мм или более, примерно 0,6 мм или более, или примерно 0,8 мм или более.

[198] Отражающий слой 755 может быть выполнен с возможностью отражения света L, проходящего через подложку 751, на подложку 751 и/или структуры 754 ППР. Отражающий слой 755, отражающий свет L, проходящий через подложку 751, может позволить подложке 751 и структурам 754 ППР использовать отраженный свет, что позволяет увеличить КПД использования света нагревательной структурой 750 и, тем самым, повысить КПД нагрева.

[199] В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть сформирован на всей площади второй поверхности 751B подложки 751. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть сформирован на части второй поверхности 751B подложки 751. Например, отражающий слой 755 может быть выполнен в виде одной отражающей зоны на части второй поверхности 751B подложки 751 или в виде нескольких отражающих зон.

[200] Отражающий слой 755 может быть выполнен из любого материала, подходящего для отражения света L. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может быть выполнен из металлического материала. Например, отражающий слой 755 может быть выполнен по меньшей мере из одного из следующих веществ: золото, серебро, медь и любой другой металлический материал, обладающий отражающими свойствами, или их комбинации.

[201] Отражающий слой 755 может иметь любую толщину, подходящую для отражения света L. Толщина отражающего слоя 755 может быть определена как значение, достаточное для по существу полного отражения света L. Например, отражающий слой 755 может иметь толщину примерно 15 нм или менее, примерно 12 нм или менее, примерно 10 нм или менее, примерно 8 нм или менее, или примерно 5 нм или менее. В предпочтительном примере толщина отражающего слоя 755 может составлять примерно 10 нм. Толщина отражающего слоя 755 может определяться показателем преломления подложки 751, толщиной подложки 751, показателем преломления отражающего слоя 755 и/или любым другим параметром.

[202] В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может вступать в непосредственный контакт со второй поверхностью 751B подложки 751. В одном из вариантов осуществления изобретения отражающий слой 755 может находиться на некотором удалении от второй поверхности 751B подложки 751, а среда (например, воздух) может быть расположена между второй поверхностью 751B и отражающим слоем 755.

[203] В одном из вариантов осуществления изобретения нагревательная структура 750 может содержать поглощающий слой 756, расположенный на отражающем слое 755. Поглощающий слой 756 может быть выполнен с возможностью поглощения части проходящего света, который проходит через отражающий слой 755 и не отражается отражающим слоем 755. Поглощающий слой 756 может повысить КПД использования света нагревательной структурой 750.

[204] В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может быть по меньшей мере частично нанесен на отражающий слой 755 путем покрытия.

[205] В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может иметь по существу высокую излучательную способность. В некоторых вариантах осуществления поглощающий слой 756 может иметь излучательную способность, по существу близкую к «1». Поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде структуры и/или материала, близкого к по существу черному телу. Например, поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде структуры, имеющей по меньшей мере одно отверстие, через которое может проникать свет и по существу постоянно отражаться в нем. В другом примере поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде черного красителя. В другом примере поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде черной матрицы. В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может быть выполнен в виде серого или белого тела.

[206] В одном из вариантов осуществления изобретения поглощающий слой 756 может содержать термостойкий материал. Например, поглощающий слой 756 может содержать материал, выполненный с возможностью выдерживать температуру окружающей среды примерно 750°C или выше, примерно 800°C или выше, примерно 850°C или выше, примерно 900°C или выше, примерно 950°C или выше, или примерно 1000°C или выше.

[207] В одном из вариантов осуществления изобретения нагревательная структура 750 может содержать тепловизор 760, выполненный с возможностью формирования теплового изображения. Например, тепловизор 760 может генерировать изображение, содержащее тепловое распределение нагревательной структуры 750. В одном из вариантов осуществления изобретения тепловизор 760 может входить в состав внешнего компонента нагревательной структуры 750 (например, в устройство 800 для генерирования аэрозоля на ФИГ.  19).

[208] На ФИГ.  17 изображен сравнительный график повышения температуры нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[209] Как показано на ФИГ.  17, первая нагревательная структура H1 содержала стеклянную подложку, металлическую пленку толщиной 10 нм с содержанием золота и поглощающий слой. Стеклянная подложка имеет теплопроводность примерно 0,8 Вт/мК. Вторая нагревательная структура H2 содержала сапфировую подложку, металлическую пленку толщиной 10 нм с содержанием золота и поглощающий слой. Сапфировая подложка имеет теплопроводность примерно 46,06 Вт/мК. Температура первой нагревательной структуры H1 показала относительно большой прирост по мере увеличения мощности лазера, в то время как температура второй нагревательной структуры H2 показала относительно малый прирост по мере увеличения мощности лазера. Это указывает на то, что тепловой КПД нагревательной структуры может снизиться, поскольку подложка с высокой теплопроводностью поглощает больше генерируемого тепла.

[210] На ФИГ.  18 изображен сравнительный график повышения температуры нагревательных структур согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[211] Как показано на ФИГ.  18, первая нагревательная структура H1 изготовлена с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм. Размер полистироловых шариков был по существу сохранен. После удаления полистироловых шариков металлическая призма первой нагревательной структуры H1 имела структуру, в которой множество металлических призм находились на некотором удалении друг от друга. Первая нагревательная структура H1 содержала поглощающий слой.

[212] Вторая нагревательная структура H2 была изготовлена с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 800 нм. Размер полистироловых шариков был по существу сохранен. После удаления полистироловых шариков металлическая призма второй нагревательной структуры H2 имела структуру, в которой несколько металлических призм находилось на некотором удалении друг от друга. Вторая нагревательная структура H2 содержала поглощающий слой.

[213] Третья нагревательная структура H3 была изготовлена с использованием полистироловых шариков диаметром примерно 460 нм. Размер полистироловых шариков был уменьшен примерно до 300 нм способом реактивного ионного травления, после чего были осаждены металлические частицы, и полистироловые шарики были удалены. Третья нагревательная структура H3 имела структуру металлической призмы, реализованную в виде единой структуры в форме сетки. Третья нагревательная структура H3 содержала поглощающий слой.

[214] Первая нагревательная структура H1 и вторая нагревательная структура H2 показали одинаковую скорость увеличения температуры в зависимости от мощности лазера. Между тем, температура третьей нагревательной структуры H3 была выше при той же мощности лазера, чем температура первой нагревательной структуры H1 и второй нагревательной структуры H2. Это подтвердило, что нагревательная структура, содержащая металлическую призму в форме сетки и изготовленная путем уменьшения размера полистироловых шариков с использованием реактивного ионного травления, может повысить тепловой КПД.

[215] На ФИГ.  19 изображена схема устройства для генерирования аэрозоля согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

[216] Как показано на ФИГ.  19, устройство 800 для генерирования аэрозоля может содержать по меньшей мере одну нагревательную структуру 850, выполненную с возможностью нагревания изделия для генерирования аэрозоля (например, изделия 2 или 3 для генерирования аэрозоля), и по меньшей мере один источник 855 света, выполненный с возможностью излучения света в направлении по меньшей мере одной нагревательной структуры 850. Между тем, хотя на ФИГ.  19 показано устройство 800 для генерирования аэрозоля, содержащее контроллер 810, выполненный с возможностью управления нагревательной структурой 850 и/или источником 855 света, и аккумулятор 840, выполненный с возможностью подачи электрической энергии на контроллер 810, могут быть добавлены или исключены другие компоненты.

[217] В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800 для генерирования аэрозоля может содержать единственную нагревательную структуру 850. Нагревательная структура 850 может по меньшей мере частично окружать полость, в которую помещают изделие для генерирования аэрозоля. В нагревательной структуре 850, например, подложка 551, 651 или 751 может по меньшей мере частично иметь криволинейную поверхность.

[218] В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800 для генерирования аэрозоля может содержать несколько нагревательных структур 850. Несколько нагревательных структур 850 могут быть расположены в различных частях в зависимости от полости, в которой должно быть размещено изделие для генерирования аэрозоля. Металлические материалы металлических призм, входящих в состав нескольких нагревательных структур 850, могут быть одинаковыми или различными.

[219] В одном из вариантов осуществления источник 855 света может быть выполнен с возможностью передачи оптического сигнала в направлении нагревательной структуры 850 под определенным углом. Например, источник 855 света может передавать оптический сигнал под углом, позволяющим вызвать полное отражение на поверхности нагревательной структуры 850. В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может передавать оптический сигнал в направлении нагревательной структуры 850 под любым углом.

[220] В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может быть выполнен с возможностью излучения света в ультрафиолетовом диапазоне, видимом диапазоне и/или инфракрасном диапазоне. В некоторых вариантах осуществления источник 855 света может быть выполнен с возможностью излучения света в видимом диапазоне (например, примерно от 380 нм до 780 нм).

[221] В некоторых вариантах осуществления источник 855 света может быть выполнен с возможностью излучения света в диапазоне, соответствующем материалу металлических частиц металлической призмы, входящей в состав нагревательной структуры 850. Например, источник 855 света может излучать свет в диапазоне длины волны, соответствующем среднему максимальному коэффициенту поглощения в соответствии с материалом металлических частиц.

[222] В одном из вариантов осуществления изобретения источник 855 света может представлять собой светоизлучающий диод и/или лазер. Тип и/или размер светоизлучающего диода и/или лазера выбирают таким образом, чтобы они подходили для включения в состав устройства 800 для генерирования аэрозоля. Например, лазер может представлять собой твердотельный и/или полупроводниковый лазер.

[223] В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 800 для генерирования аэрозоля может содержать несколько источников 855 света. Несколько источников 855 света могут быть выполнены как источники света одного типа. В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере часть из нескольких источников 855 света может быть выполнена в виде источников света различного типа.

[224] В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один источник 855 света из нескольких источников 855 света может быть выполнен с возможностью облучения части нагревательной структуры 850.

[225] В одном из вариантов осуществления изобретения часть нагревательной структуры 850, облучаемая любым из источников 855 света из нескольких источников 855 света, может отличаться от части нагревательной структуры 850, облучаемой другим источником 855 света. Например, несколько источников 855 света могут облучать различные части одной нагревательной структуры 850 или облучать несколько нагревательных структур 850.

[226] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько источников 855 света могут быть выполнены с возможностью по существу одновременного облучения. В одном из вариантов осуществления изобретения момент времени облучения любого источника 855 света из нескольких источников 855 света может отличаться от момента времени облучения другого источника 855 света.

[227] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько источников 855 света могут облучать нагревательную структуру 850 в течение по существу одинакового времени. В одном из вариантов осуществления изобретения время облучения любого источника 855 света из нескольких источников 855 света может отличаться от времени облучения другого источника 855 света.

[228] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько источников 855 света могут излучать свет практически в одном диапазоне длины волны. В одном из вариантов осуществления изобретения диапазон света, излучаемого любым из нескольких источников 855 света, может отличаться от диапазона света, излучаемого другим источником 855 света.

[229] В одном из вариантов осуществления изобретения несколько источников 855 света могут облучать нагревательную структуру 850 с по существу одинаковой интенсивностью. В одном из вариантов осуществления изобретения интенсивность любого источника 855 света из нескольких источников 855 света может отличаться от интенсивности другого источника 855 света.

[230] Варианты осуществления настоящего изобретения предназначены для иллюстрации и не носят ограничительного характера. В подробное описание настоящего изобретения, включая прилагаемый объем формулы изобретения и эквиваленты, могут быть внесены различные изменения. Любой из описанных здесь вариантов осуществления изобретения может быть использован в комбинации с любым другим вариантом осуществления изобретения, описанным в данном документе.

Группа изобретений относится к табачной промышленности, в частности к устройствам, имитирующим процесс табакокурения. Нагревательная структура для генерирования аэрозоля содержит подложку и металлическую призму, формирующую по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР). Устройство для генерирования аэрозоля содержит источник света и заявленную нагревательную структуру. Нагревательная структура выполнена с возможностью приема света от источника света. Вариант нагревательной структуры для генерирования аэрозоля содержит подложку с теплопроводностью от более 0 до менее чем или равной 45 Вт/мК. Металлическая призма формирует по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполнена с возможностью генерирования тепла посредством ППР. Для осуществления способа изготовления нагревательной структуры для генерирования аэрозоля посредством ППР наносят множество шариков на подложку и осуществляют уменьшение размера множества шариков. Выполняют осаждение множества металлических частиц на подложку и/или множество шариков и удаляют множество шариков. Достигается технический результат – повышение теплового КПД нагревательной структуры для генерирования аэрозоля. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Нагревательная структура для генерирования аэрозоля, содержащая:

подложку; и

металлическую призму, формирующую по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса (ППР).

2. Нагревательная структура по п. 1, в которой по меньшей мере одно отверстие окружено подложкой и металлической призмой.

3. Нагревательная структура по п. 1, в которой металлическая призма формирует множество отверстий, отделенных друг от друга.

4. Нагревательная структура по п. 1, в которой по меньшей мере одно отверстие имеет круглую или эллиптическую форму.

5. Нагревательная структура по п. 1, в которой по меньшей мере одно отверстие имеет диаметр от 290 до 360 нм.

6. Нагревательная структура по п. 1, в которой металлическая призма содержит первую базовую поверхность, обращенную к подложке, вторую базовую поверхность, противоположную первой базовой поверхности, и несколько боковых поверхностей между первой базовой поверхностью и второй базовой поверхностью для формирования по меньшей мере одного отверстия.

7. Нагревательная структура по п. 6, в которой расстояние между первой базовой поверхностью и второй базовой поверхностью составляет от более 0 нм до менее чем или равно 10 нм.

8. Нагревательная структура по п. 1, в которой металлическая призма содержит металлические частицы, выполненные с возможностью резонанса со светом с длиной волны от 380 до 780 нм.

9. Нагревательная структура по п. 1, в которой подложка имеет теплопроводность от более 0 до менее чем или равную 45 Вт/мК.

10. Устройство для генерирования аэрозоля, содержащее:

источник света; и

нагревательную структуру по п. 1, причем нагревательная структура выполнена с возможностью приема света от источника света.

11. Нагревательная структура для генерирования аэрозоля, содержащая:

подложку с теплопроводностью от более 0 до менее чем или равной 45 Вт/мК; и

металлическую призму, формирующую по меньшей мере одно отверстие в подложке и выполненную с возможностью генерирования тепла посредством ППР.

12. Нагревательная структура по п. 11, в которой подложка содержит стекло.

13. Способ изготовления нагревательной структуры по п. 1 или 11 для генерирования аэрозоля посредством ППР, содержащий:

нанесение множества шариков на подложку;

уменьшение размера множества шариков;

осаждение множества металлических частиц на подложку и/или множество шариков; и

удаление множества шариков.

14. Способ по п. 13, в котором уменьшение размера множества шариков выполняют травлением множества шариков способом реактивного ионного травления.

15. Способ по п. 13, в котором уменьшение размера множества шариков подразумевает уменьшение диаметра шариков до диапазона от 290 до 360 нм.