ЗАПОЛНЕННАЯ РЕЗОНАНСНАЯ ПОЛОСТЬ ДЛЯ ОПТИМИЗИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА Российский патент 2025 года по МПК A24F40/46 H05B6/70 H05B6/80 

Описание патента на изобретение RU2840709C1

Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, системе подачи аэрозоля, а также способу нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования из него аэрозоля.

Существует множество различных типов персональных испарителей, а также доступны продукты с нагревом без сжигания, которые генерируют вдыхаемый аэрозоль из субстрата, образующего аэрозоль. Некоторые из этих систем нагревают жидкую композицию, а другие нагревают твердую табачную смесь. Почти все доступные системы нагревают субстрат, образующий аэрозоль, за счет передачи тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль. Чаще всего это достигается путем пропускания электрического тока через электрически резистивный нагревательный элемент, что приводит к джоулеву нагреву нагревательного элемента. Кроме того, предложены системы индукционного нагрева, в которых джоулев нагрев происходит в результате вихревых токов, индуцируемых в нагревательном элементе токоприемника.

Одна проблема с этими системами заключается в том, что они вызывают неравномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль. Часть субстрата, образующего аэрозоль, которая расположена ближе всего к нагревательному элементу, нагревается быстрей или до более высоких температур по сравнению с теми частями субстрата, образующего аэрозоль, которые более удалены от нагревательного элемента. Для уменьшения данной проблемы были использованы различные конструкции. В некоторых конструкциях используется несколько нагревательных элементов для обеспечения возможности распределения тепла или нагрева различных частей субстрата в разное время. Другие конструкции транспортируют только малую часть субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу, чтобы только малая часть испарялась перед транспортировкой другой части субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

Для решения проблем описанных выше известных систем было предложено использовать радиочастотное (РЧ) электромагнитное излучение для передачи тепла субстрату, образующему аэрозоль, размещенному внутри устройства, генерирующего аэрозоль. Использование РЧ электромагнитного излучения для осуществления нагрева субстрата, образующего аэрозоль, обеспечивает преимущество обеспечения в целом равномерного нагрева субстрата без необходимости прямого контакта между нагревательным элементом и субстратом. Однако было обнаружено, что применительно к устройствам, генерирующим аэрозоль, с форм-фактором, позволяющим устройству быть карманным или портативным, использование РЧ электромагнитного излучения на обычно встречающихся частотах в промышленных, научных и медицинских (ISM) диапазонах часто может приводить к низкому уровню выделения энергии излучения на субстрат. [ISM диапазоны представляют собой части радиочастотного спектра, зарезервированные на международном уровне для промышленных, научных и медицинских целей (ISM), отличных от телекоммуникаций.] Низкий уровень выделения энергии приводит к недостаточному для эффективного выделения аэрозоля нагреву субстрата, тем самым предоставляя плохой опыт для пользователя пользователю устройства, генерирующего аэрозоль. Низкий уровень выделения энергии и недостаточный нагрев субстрата являются следствием размеров устройства, генерирующего аэрозоль, необходимых для того, чтобы устройство могло быть карманным и портативным, при этом будучи несовместимыми с составом длин волн применяемого РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера использование РЧ электромагнитного излучения с частотой приблизительно 2,45 ГГц является желательным в устройстве, генерирующем аэрозоль, причем данная частота находится в пределах ISM диапазона и обычно используется в бытовых приборах, таких как микроволновые печи. Однако частота приблизительно 2.45 ГГц соответствует длине волны приблизительно 12 см, что значительно превышает размеры необходимые для того, чтобы устройство, генерирующее аэрозоль, было карманным.

Следовательно, желательно обеспечить улучшенный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль, посредством использования РЧ электромагнитного нагрева таким образом, чтобы устройство могло быть карманным или портативным.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования из него аэрозоля. Устройство содержит генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения с заданным частотным составом; резонансную камеру, содержащую периферийную стенку, выполненную с возможностью быть по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры; и наполнитель, расположенный во внутреннем пространстве резонансной камеры таким образом, чтобы окружать полость для субстрата, образованную внутри резонансной камеры, причем полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Генератор электромагнитного поля соединен с резонансной камерой с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля, в резонансную камеру. Наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость больше единицы.

Относительная диэлектрическая проницаемость εr наполнителя относится к соотношению абсолютной проницаемости ε наполнителя к вакуумной проницаемости ε0. Термин относительная диэлектрическая проницаемость εr также иногда называют «диэлектрической постоянной».

В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль», относится к устройству, взаимодействующему с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является курительным устройством, взаимодействующим с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой держатель для курительного изделия.

Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, является курительным изделием, генерирующим аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Более предпочтительно, изделие, генерирующее аэрозоль, является курительным изделием, генерирующим никотиносодержащий аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя.

В контексте данного документа термин «система подачи аэрозоля» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль, в котором изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования и подачи аэрозоля пользователю системы.

В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль», относится к субстрату, состоящему из или содержащему материал, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля.

В контексте данного документа термин радиочастота (РЧ) означает частоту от 3 Гц до 3 TГц и включает микроволны. Предпочтительно РЧ электромагнитное поле может иметь частоту от 500 MГц до 50 ГГц, более предпочтительно от 900 MГц до 30 ГГц. РЧ электромагнитное поле может иметь частоту от 900 MГц до 5 ГГц. В одном предпочтительном примере РЧ электромагнитное поле может иметь частоту приблизительно 2,4 ГГц.

В идеализированном сценарии заданный частотный состав РЧ электромагнитного излучения, поданный в резонансную камеру, будет соответствовать основной резонансной частоте резонансной камеры. В результате этого сценария в резонансной камере образуются стоячие волны РЧ электромагнитного излучения. Амплитуда стоячих волн на основной частоте будет наибольшей вдали от периферийной стенки камеры. В качестве примера, для резонансной камеры с цилиндрической периферийной стенкой стоячие волны на основной резонансной частоте будут иметь максимальную амплитуду вдоль продольной оси цилиндрической периферийной стенки. Поэтому расположение субстрата вдоль или вблизи продольной оси и вдали от периферийной стенки резонансной камеры будет способствовать эффективному взаимодействию стоячих волн РЧ электромагнитного излучения с субстратом, что приведет к эффективному нагреву субстрата.

Было установлено, что наличие наполнителя с относительной диэлектрической проницаемостью εr больше единицы внутри резонансной камеры оказывает благоприятное воздействие на снижение резонансной частоты резонансной камеры по сравнению с той же резонансной камерой без наполнителя (т.е. по сравнению с резонансной камерой, которая является полностью полой и содержит только воздух). В общем случае для резонансной камеры определенного размера, чем больше относительная диэлектрическая проницаемость εr наполнителя, тем меньше резонансная частота резонансной камеры. Таким образом, если резонансная камера имеет размер, соответствующий устройству, генерирующему аэрозоль, являющемуся карманным и портативным, можно выбрать используемый наполнитель для настройки резонансной частоты резонансной камеры в соответствии с заданным частотным составом для РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля. Наличие наполнителя, размещенного внутри резонансной камеры таким образом, чтобы окружать полость для субстрата, помогает удерживать субстрат на расстоянии от периферийной стенки резонансной камеры. Это, в свою очередь, помогает увеличить взаимодействие субстрата с любыми стоячими волнами РЧ электромагнитного излучения, созданными внутри камеры. Эти преимущества могут быть достигнуты без необходимости использования РЧ электромагнитного излучения на чрезмерно высоких частотах, что снижает сложность конструкции для генерирования электромагнитного поля. Заданный частотный состав может состоять из одной частоты или множества дискретных частот. В качестве примера использование наполнителя может позволять устройству, генерирующему аэрозоль, использующему РЧ электромагнитное излучение на заданной частоте, равной приблизительно 2,45 ГГц, эффективно нагревать субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри полости для субстрата, одновременно все еще обеспечивая возможность устройству, генерирующему аэрозоль, сохранять размеры, подходящие для того, чтобы быть карманным и портативным.

Преимущественно относительная диэлектрическая проницаемость εr наполнителя, заданный частотный состав и размеры резонансной камеры выполнены таким образом, чтобы при применении РЧ электромагнитное излучение с заданным частотным составом резонировало во внутреннем пространстве резонансной камеры. Таким образом, это способствует эффективному нагреву РЧ электромагнитным излучением субстрата, образующего аэрозоль, расположенного внутри полости для субстрата резонансной камеры. Предпочтительно, чтобы резонанс происходил на основной резонансной частоте резонансной камеры. Однако в альтернативных вариантах осуществления резонанс может происходить на одном из обертонов или гармонических частот для резонансной камеры.

Наполнитель может состоять из или содержать диэлектрик. Для удобства наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость, εr, от 5 до 100. Преимущественно наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 40 до 50. Наполнитель может содержать или состоять из по меньшей мере одного из: глинозема, MgNb2O6, ZnNb2O6, MgTa2O6, ZnTa2O6 и стекла; при этом таблица ниже детализирует значения относительной диэлектрической проницаемости εr для данных иллюстративных наполнительных материалов:

Наполнительный материал Относительная диэлектрическая проницаемость, εr Глинозем 9,3-11,5 MgNb2O6 (керамика) 21 ZnNb2O6 (керамика) 25 MgTa2O6 (керамика) 28 ZnTa2O6 (керамика) 38 Стекло 3,7-10

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью приема воздуха снаружи устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать путь для потока текучей среды, проходящий между впускным отверстием для воздуха и резонансной камерой таким образом, что применение отрицательного перепада давления между полостью для субстрата и впускным отверстием для воздуха вызывает поток внешнего воздуха внутрь через впускное отверстие для воздуха вдоль пути для потока текучей среды и в полость для субстрата. В качестве примера отрицательный перепад давления может быть применен пользователем, осуществляющим затяжку на мундштучном конце изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, с изделием, размещенным таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, расположен внутри полости для субстрата устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, пользователь, осуществляющий затяжку на мундштучном конце изделия, генерирующего аэрозоль, будет обеспечивать втягивание воздуха через впускное отверстие для воздуха и вдоль пути для потока текучей среды устройства в резонансную камеру, и потом вовнутрь изделия, генерирующего аэрозоль, для прохождения через субстрат, образующий аэрозоль, изделия. Аэрозоль, выделенный из субстрата тепловым воздействием РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры, будет направляться по направлению ко рту пользователя.

Для удобства наполнитель содержит втулку, расположенную таким образом, чтобы непрерывно окружать полость для субстрата. Обеспечение наполнителя в виде втулки может позволять наполнителю образовывать внутреннюю поверхность полости для субстрата для обеспечения опоры для субстрата, образующего аэрозоль, размещенного внутри полости для субстрата. Однако в альтернативном примере, наполнитель может содержать множество дискретных кластеров, разнесенных друг от друга на расстояние, для несплошного окружения полости для субстрата.

Периферия полости для субстрата может определяться оболочкой, выполненной с возможностью быть по существу прозрачной для РЧ электромагнитного излучения, причем оболочка расположена между наполнителем и полостью для субстрата. Использование такой оболочки может помочь избежать повреждения наполнителя при вставке или извлечении субстрата, образующего аэрозоль, из полости, вместе с этим обеспечивая возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в полость для субстрата для соединения и взаимодействия с субстратом. Предпочтительно оболочка может содержать материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера оболочка может содержать тефлон, кварц высокой чистоты или политетрафторэтилен. Эти материалы способны выдерживать высокие температуры и обеспечивают гладкие и легко очищаемые поверхности. Альтернативно или дополнительно оболочка может содержать множество прорезей, расположенных таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в полость для субстрата. Множество прорезей может быть обеспечено в симметричном или повторяющемся порядке относительно полости для субстрата, тем самым обеспечивая преимущества РЧ электромагнитного излучения, равномерно проходящего в полость для субстрата относительно периферии полости. Множество прорезей может позволять изготавливать оболочку из материала, непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения. На выбор материала и конструкции оболочки будет влиять необходимость избежать или уменьшить препятствование оболочки прохождению РЧ электромагнитного излучения внутри полости субстрата резонансной камеры.

Наличие периферийной стенки резонансной камеры, выполненной по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры, помогает в обеспечение того, чтобы РЧ электромагнитное излучение, введенное в полость, было удержано в пределах полости во время использования устройства, генерирующего аэрозоль. Это помогает снизить вероятность того, что пользователь устройства подвергнется воздействию РЧ электромагнитного излучения. Также, эффективному нагреву субстрата, размещенного внутри полости для субстрата резонансной камеры, способствует непрозрачность периферийной стенки резонансной камеры для РЧ электромагнитного излучения. Периферийная стенка резонансной камеры может содержать любой подходящий материал, непрозрачный для РЧ электромагнитного излучения, такой как алюминий, нержавеющая сталь, серебро или золото. Обращенная внутрь поверхность периферийной стенки может иметь полированную поверхность для улучшения отражения РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры, тем самым повышая эффективность нагрева субстрата, размещенного в полости для субстрата. Материалы для периферийной стенки предпочтительно выбираются таким образом, чтобы отражать РЧ электромагнитное излучение внутрь резонансной камеры, тем самым способствуя усилению связи РЧ электромагнитного излучения с субстратом, расположенным в полости для субстрата.

Однако малые части периферийной стенки резонансной камеры могут быть по существу прозрачными для РЧ электромагнитного излучения для обеспечения при применении прохождения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру. Под «малыми частями» подразумеваются части периферийной стенки, суммарная площадь поверхности которых составляет менее 20% от общей площади поверхности периферийной стенки резонансной камеры. Использование малых частей периферийной стенки, прозрачных для РЧ электромагнитного излучения, помогает улучшить проникновение вовнутрь резонансной камеры РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля. Однако для содействия эффективному нагреву субстрата, размещенного в полости для субстрата резонансной камеры, предпочтительно минимизировать долю периферийной стенки, образованной из таких ВЧ-прозрачных малых частей; например, эти малые части могут иметь суммарную площадь поверхности, составляющую менее 15%, предпочтительно менее 10%, или более предпочтительно менее 5% от общей площади поверхности периферийной стенки резонансной камеры. Малые части могут содержать множество прорезей, выполненных в периферийной стенке резонансной камеры. Множество прорезей могут быть расположенными таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру. Предпочтительно множество прорезей может быть обеспечено в симметричном или повторяющемся порядке относительно периферийной стенки резонансной камеры, тем самым обеспечивая преимущества облегчения равномерного проникновения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру относительно периферии камеры. Альтернативно или дополнительно малые части могут содержать материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера малые части могут содержать тефлон, кварц высокой чистоты или политетрафторэтилен. Если малые части включают материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения, то малые части можно рассматривать как «окошки», пропускающие через себя РЧ электромагнитное излучение, и в то же время образующие часть конструкции периферийной стенки резонансной камеры.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать камеру удержания излучения, причем камера удержания излучения окружает резонансную камеру и выполнена с возможностью быть по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения. Обеспечение такой камеры удержания излучения помогает обеспечивать дополнительный слой защиты от выхода РЧ электромагнитного излучения из резонансной камеры. Использование такой камеры удержания излучения может быть особенно выгодным в примерах резонансной камеры, в которых малые части периферийной стенки камеры по существу прозрачны для РЧ электромагнитного излучения (как описано выше). Наличие камеры удержания излучения, окружающей резонансную камеру будет помогать удерживать в пределах камеры удержания излучения любое РЧ электромагнитного излучение, которое может выйти из внутренней части резонансной камеры. Камера удержания излучения может содержать любой подходящий материал, непрозрачный для РЧ излучения, такой как алюминий, нержавеющая сталь, серебро или золото.

Субстрат, образующий аэрозоль, используемый внутри устройства, генерирующего аэрозоль, может принимать различные формы. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердый материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать жидкий материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гель. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать любую комбинацию двух или более из твердого материала, жидкого материала и геля. Предпочтительно, чтобы субстрат, образующий аэрозоль, содержал полярные молекулы, восприимчивые к диэлектрическому нагреву, такому как действие РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, так как вода частично восприимчива к диэлектрическому нагреву. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в твердой форме, но причем будучи смоченным в воде или другой жидкости, содержащей полярные молекулы. Таким образом, РЧ электромагнитное излучение действует для возбуждения полярных молекул воды или другой жидкости, генерируя таким образом тепло, при этом тепло затем передается материалу субстрата, образующего аэрозоль.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин, производное никотина или аналог никотина. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одну или более солей никотина. Одна или более солей никотина могут быть выбраны из списка, состоящего из цитрата никотина, лактата никотина, пирувата никотина, битартрата никотина, пектатов никотина, агинтатов никотина и салицилата никотина.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» относится к любому подходящему известному соединению или смеси соединений, которые при применении способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля, который по существу устойчив к термической деградации при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин.

Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать ароматизатор. Ароматизатор может содержать летучий ароматизирующий компонент. Ароматизатор может содержать ментол. В контексте данного документа термин «ментол» означает соединение 2-изопропил-5-метилциклогексанол в любой из его изомерных форм. Ароматизатор может предусматривать аромат, выбранный из группы, состоящей из ментола, лимона, ванили, апельсина, винтергрена, вишни и корицы. Ароматизатор может содержать летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата при нагреве.

Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать табак или содержащий табак материал. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать любое из: табачных листьев, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, гомогенизированного табака, экструдированного табака, табачного формованного листа и расширенного табака. Необязательно, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табачный порошок, спрессованный с инертным материалом, например, стеклом или керамикой или другим подходящим инертным материалом.

В тех случаях, когда субстрат, образующий аэрозоль, содержит жидкий материал или гель, в некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать впитывающий носитель. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на впитывающий носитель или пропитан впитывающим носителем. Например, никотиновое соединение и вещество для образования аэрозоля может быть смешано с водой в виде жидкого состава. Жидкий состав может в некоторых вариантах осуществления дополнительно содержать ароматизатор. Такой жидкий состав может потом быть впитан впитывающим носителем или нанесен на поверхность впитывающего носителя. Впитывающий носитель может представлять собой лист или таблетку из материала на основе целлюлозы, на которую могут быть нанесены или в которую могут быть впитаны никотиновое соединение и вещество для образования аэрозоля. Впитывающий носитель может представлять собой металлическую, полимерную или растительную пену, с жироудерживающими и капиллярными свойствами, на которую наносится или в которую впитывается жидкий или гелеобразный субстрат, образующий аэрозоль.

Для удобства полость для субстрата может быть выполнена с возможностью вмещения картриджа субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, что картридж полностью инкапсулирован внутри полости для субстрата. Картридж может состоять исключительно из субстрата, образующего аэрозоль; например, картридж может иметь форму штранга или пеллеты субстрата, образующего аэрозоль. Альтернативно, картридж может содержать кожух, причем кожух вмещает в себе субстрат, образующий аэрозоль. В качестве примера кожух может быть заполнен субстратом, образующим аэрозоль, в виде жидкого материала или геля. Заполненный жидким материалом или гелем кожух может быть выполнен с возможностью разрушения, когда жидкий материал или гель нагреваются РЧ электромагнитным излучением в полости для субстрата резонансной камеры. Заполненный жидким материалом или гелем кожух также может содержать один или более клапанов, выполненных с возможностью открытия, когда жидкий материал или гель нагреваются, при этом нагрев вызывает расширение жидкости/геля внутри кожуха и повышение давления внутри кожуха. Один или более клапанов может быть выполнен с возможностью открытия, когда пользователь втягивает воздух через устройство, генерирующее аэрозоль. Крайне желательно, чтобы корпус был выполнен таким образом, чтобы быть по существу прозрачным для РЧ электромагнитного излучения, чтобы таким образом избежать нарушения взаимодействия между РЧ электромагнитным излучением внутри резонансной камеры и субстратом, образующим аэрозоль. В качестве альтернативы полость для субстрата может быть выполнена в виде несквозной полости с открытым концом и закрытым концом, причем полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения через открытый конец по меньшей мере части длины изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. В этом альтернативном примере полость для субстрата может иметь размеры для вмещения удлиненных изделий, генерирующих аэрозоль, напоминающих по форме обычные сигареты, при этом пользователь вдыхает аэрозоль, выделяющийся из субстрата изделия, генерирующего аэрозоль, путем прикладывания рта к мундштучному концу изделия.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук, соединенный по текучей среде с полостью для субстрата. Наличие мундштука на устройстве может позволить пользователю вдыхать аэрозоль, выделяемый из субстрата, путем прикладывания рта к части устройства, а именно к мундштуку. Наличие мундштука на устройстве, генерирующем аэрозоль, является особенно преимущественным, когда полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения картриджа субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, что картридж полностью инкапсулирован внутри полости для субстрата. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать элемент защиты от излучения, размещенный между резонансной камерой и мундштуком или внутри мундштука таким образом, чтобы препятствовать прохождению РЧ электромагнитного излучения из резонансной камеры к внешней части мундштука. Обеспечение такого элемента защиты от излучения имеет своим преимуществом то, что это снижает вероятность того, что пользователь подвергнется прямому воздействию РЧ электромагнитного излучения из резонансной камеры при прикладывании рта к мундштуку устройства. Элемент защиты от излучения может быть выполнен из любого подходящего материала, непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера элемент защиты от излучения может содержать любой подходящий материал, непрозрачный для РЧ излучения, такой как алюминий, нержавеющая сталь, серебро или золото. Элемент защиты от излучения также может быть выполнен с возможностью отражения РЧ электромагнитного излучения. Элемент защиты от излучения может быть проницаем для текучей среды, чтобы генерируемый аэрозоль проходил через элемент защиты; например, элемент защиты от излучения может содержать металлическую сетку. Для удобства элемент защиты от излучения может содержать лабиринтообразный путь потока, размещенный между резонансной камерой и мундштуком. Использование лабиринтообразного пути потока может помочь избежать прямой радиовидимости через элемент защиты от РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из волновода и антенны, выполненных с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля, в резонансную камеру.

Преимущественно при этом генератор электромагнитного поля может содержать твердотельный РЧ-транзистор. Использование твердотельного РЧ-транзистора позволяет устройству, генерирующему аэрозоль, быть изготовленным таким образом, чтобы иметь компактный форм-фактор, тем самым помогая устройству быть карманным или портативным. Стандартным средством для генерирования РЧ-излучения для нагрева, например, в бытовых микроволновых печах, является магнетрон. Магнетроны громоздки и требуют очень высокого напряжения для работы, что делает их непригодными для карманного устройства. Кроме того, магнетроны имеют относительно нестабильную выходную частоту и характеризуются относительно коротким сроком службы. Напротив, твердотельный РЧ-транзистор может обеспечить стабильную работу в течение многих циклов использования и требует гораздо более низких рабочих напряжений. Преимущественно твердотельный РЧ-транзистор выполнен с возможностью генерирования и усиления поля РЧ электромагнитного излучения. Для удобства устройство, генерирующее аэрозоль, использует один твердотельный РЧ-транзистор для обеспечения как генерирования, так и усиления поля РЧ электромагнитного излучения, тем самым уменьшая форм-фактор устройства по сравнению с использованием множества таких транзисторов. Твердотельный РЧ-транзистор может представлять собой, например, транзистор типа LDMOS, полевой транзистор на основе арсенида галлия, карбидокремниевый полевой транзистор с затвором Шотки или нитрид-галлиевый полевой транзистор на гетероструктурах.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать схему управления и источник питания. Схема управления может быть выполнена с возможностью управления подачей питания от источника питания к генератору электромагнитного поля. Схема управления может содержать микропроцессор, программируемый микропроцессор, микроконтроллер или интегральную микросхему, специфичную для конкретного приложения (ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечить управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, схема управления может содержать любой из: датчиков, переключателей, элементов отображения. Схема управления может содержать датчик РЧ-мощности. Схема управления может содержать усилитель мощности. Схема управления может содержать модуль памяти, содержащий инструкции, считываемые процессором или другими компонентами схемы управления, причем инструкции используются для управления работой генератора электромагнитного поля. Источник питания может содержать источник питания постоянного тока. Источник питания может содержать по меньшей мере одну батарею. По меньшей мере одна батарея может включать перезаряжаемую литий-ионную батарею. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать удлиненный корпус, при этом генератор электромагнитного поля и резонансная камера предусмотрены внутри удлиненного корпуса. Использование удлиненного корпуса для устройства обеспечивает геометрическое соотношение сторон для устройства, что облегчает его переноску пользователем. Удлиненный профиль также встречается в обычных сигаретах или сигарах, при этом использование такого профиля для устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущества, связанные с привычностью для пользователя устройства. Для удобства удлиненный корпус может иметь в целом цилиндрическую форму.

Преимущественно резонансная камера и наполнитель могут быть концентрически расположены вдоль длины удлиненного корпуса. Такое расположение может быть полезным для уменьшения форм-фактора устройства, генерирующего аэрозоль, и может позволить свести к минимуму размер удлиненного корпуса в направлении, перпендикулярном к продольной оси корпуса (например, диаметр удлиненного корпуса, если корпус имеет цилиндрическую форму).

Как обсуждалось выше, настоящее изобретение способствует тому, что форм-фактор устройства, генерирующего аэрозоль, достаточно мал, чтобы устройство могло быть карманным или портативным. Соответственно, резонансная камера устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь диаметр от приблизительно 10 до приблизительно 50 мм, или более предпочтительно от приблизительно 25 до приблизительно 35 мм. Резонансная камера может иметь длину от приблизительно 5 до приблизительно 25 мм, или более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 20 мм. Полость для субстрата может иметь диаметр от приблизительно 3 до приблизительно 15 мм, или более предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 10 мм. Полость для субстрата может иметь длину от приблизительно 5 до приблизительно 25 мм, или более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 20 мм. Поскольку резонансная камера является частью устройства, генерирующего аэрозоль, размер резонансной камеры будет определяющим фактором для размера устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 до приблизительно 150 мм. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 10 до приблизительно 60 мм.

Как обсуждалось выше, были обнаружены выгодные эффекты наполнения, позволяющие использовать РЧ электромагнитное излучение с частотой 2,45 ГГц для обеспечения эффективного нагрева субстрата в полости для субстрата резонансной камеры устройства, генерирующего аэрозоль, в то же время позволяя устройству сохранять форм-фактор, подходящий для того, чтобы устройство было карманным или портативным. Частота приблизительно 2,45 ГГц соответствует частоте, широко используемой в обычных микроволновых печах.

Во втором аспекте настоящего изобретения, предоставлена система подачи аэрозоля для подачи аэрозоля пользователю. Система содержит устройство, генерирующее аэрозоль, как описано в любом из предыдущих параграфов и пунктов, соответствующих первому аспекту настоящего изобретения. Дополнительно, система содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, представляют собой два разных объекта и могут быть: i) предоставлены и проданы отдельно и независимо друг от друга, а затем собраны вместе для образования системы подачи аэрозоля; или ii) предоставлены и проданы как комплект деталей, которые при сборке образуют систему подачи аэрозоля.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть представлено в виде одноразового картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, причем картридж может быть полностью заключен внутри полости для субстрата. Как обсуждалось в связи с первым аспектом, картридж может состоять исключительно из субстрата, образующего аэрозоль; например, имея форму штранга или пеллеты субстрата, образующего аэрозоль. Альтернативно, картридж может содержать кожух, причем кожух вмещает в себе субстрат, образующий аэрозоль. Как также обсуждалось в связи с первым аспектом, кожух может быть заполнен субстратом, образующим аэрозоль, в виде жидкого материала или геля. Заполненный жидким материалом или гелем кожух может быть выполнен с возможностью разрушения, когда жидкий материал или гель нагреваются РЧ электромагнитным излучением в полости для субстрата резонансной камеры. Заполненный жидким материалом или гелем кожух также может содержать один или более клапанов, выполненных с возможностью открытия, когда жидкий материал или гель нагреваются, при этом нагрев вызывает расширение жидкости/геля внутри кожуха и повышение давления внутри кожуха. Один или более клапанов может быть выполнен с возможностью открытия, когда пользователь втягивает воздух через устройство, генерирующее аэрозоль. Крайне желательно, чтобы корпус был выполнен таким образом, чтобы быть по существу прозрачным для РЧ электромагнитного излучения, чтобы таким образом избежать нарушения взаимодействия между РЧ электромагнитным излучением внутри резонансной камеры и субстратом, образующим аэрозоль.

Полость для субстрата может быть выполнена в виде несквозной полости с открытым концом и закрытым концом, где по меньшей мере часть длины изделия, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью вмещения в полость для субстрата через открытый конец таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, размещен внутри полости для субстрата. Наличие такой несквозной полости особенно подходит для тех случаев, когда изделие, генерирующее аэрозоль, имеет вытянутую форму, напоминающую форму обычных сигарет или сигар. В качестве примера изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштучный конец, выполненный таким образом, что при применении пользователь может прикладывать рот к мундштучному концу для затяжки через изделие и вдыхания аэрозоля, выделенного из субстрата во время нагрева РЧ электромагнитным излучением.

Для удобства изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать обертку закрывающую субстрат, образующий аэрозоль, для образования стержня, причем стержень имеет мундштучный конец и дальний конец. При применении пользователь может прикладывать рот к мундштучному концу стержня для затяжки через стержень и вдыхания аэрозоля, выделенного из субстрата во время нагрева РЧ электромагнитным излучением. Предпочтительно обертка может быть выполнена из материала, по существу прозрачного для РЧ электромагнитного излучения, тем самым снижая вероятность того, что обертка будет препятствовать взаимодействию РЧ электромагнитного излучения с резонансной камерой и субстратом, образующим аэрозоль. В качестве примера обертка может быть на основе бумаги. В качестве альтернативы обертка может быть выполнена из материала, по существу непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения, причем обертка дополнительно содержит множество прорезей, расположенных таким образом, чтобы обеспечить при применении проникновение РЧ электромагнитного излучения внутрь изделия, генерирующего аэрозоль. Преимущественно изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать элемент защиты от излучения, размещенный внутри стержня между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштучным концом таким образом, чтобы препятствовать прохождению РЧ электромагнитного излучения через изделие к мундштучному концу. Элемент защиты от излучения может быть выполнен из любого подходящего материала, непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения. В качестве примера элемент защиты от излучения может содержать любой подходящий материал, непрозрачный для РЧ излучения, такой как алюминий, нержавеющая сталь, серебро или золото. Элемент защиты от излучения также может быть выполнен с возможностью отражения РЧ электромагнитного излучения. Элемент защиты от излучения может быть проницаем для текучей среды, чтобы генерируемый аэрозоль проходил через элемент защиты; например, элемент защиты от излучения может содержать металлическую сетку.

В третьем аспекте настоящего изобретения представлен способ нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования из него аэрозоля с помощью устройства, генерирующего аэрозоль, как описано в любом из предыдущих параграфов и пунктов, соответствующих первому аспекту, или системы подачи аэрозоля, описанной в любом из предыдущих параграфов и пунктов, соответствующих второму аспекту. Способ включает: размещение субстрата, образующего аэрозоль, внутри полости для субстрата; работу генератора электромагнитного поля для генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения с заданным частотным составом; передачу РЧ электромагнитного излучения вовнутрь резонансной камеры для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, размещенного внутри полости для субстрата.

Как описано в связи с первым аспектом настоящего изобретения, предпочтительно относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, заданный частотный состав и размеры резонансной камеры выбираются таким образом, чтобы при применении РЧ электромагнитное излучение с заданным частотным составом резонировало во внутреннем пространстве резонансной камеры.

Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже предоставлен неисчерпывающий перечень неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков этих примеров могут быть объединены с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример Ex1: Устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, с целью генерирования из него аэрозоля, причем устройство содержит: генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения с заданным частотным составом; резонансную камеру, содержащую периферийную стенку, выполненную с возможностью быть по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры; наполнитель, расположенный во внутреннем пространстве резонансной камеры таким образом, чтобы окружать полость для субстрата, образованную внутри резонансной камеры, причем полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения субстрата, образующего аэрозоль; причем генератор электромагнитного поля соединен с резонансной камерой с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля, в резонансную камеру; причем наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость больше единицы.

Пример Ex2: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно Ex1, в котором наполнитель представляет собой или содержит диэлектрик.

Пример Ex3: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из Ex1 или Ex2, согласно одному из относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, заданный частотный состав и размеры резонансной камеры выполнены таким образом, чтобы при применении РЧ электромагнитное излучение с заданным частотным составом резонировало во внутреннем пространстве резонансной камеры.

Пример Ex4: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex3, в котором наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 5 до 100.

Пример Ex5: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex4, в котором наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 40 до 50.

Пример Ex6: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex5, в котором наполнитель содержит по меньшей мере одно из: глинозема, MgNb2O6, ZnNb2O6, MgTa2O6, ZnTa2O6 и стекла.

Пример Ex7: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex6, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью приема воздуха снаружи устройства, генерирующего аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит путь для потока текучей среды, проходящий между впускным отверстием для воздуха и резонансной камерой таким образом, что применение отрицательного перепада давления между полостью для субстрата и впускным отверстием для воздуха вызывает поток внешнего воздуха внутрь через впускное отверстие для воздуха вдоль пути для потока текучей среды и в полость для субстрата.

Пример Ex8: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex7, в котором наполнитель содержит втулку, расположенную таким образом, чтобы непрерывно окружать полость для субстрата.

Пример Ex9: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex7, в котором наполнитель содержит множество дискретных кластеров, разнесенных друг от друга на расстояние, для несплошного окружения полости для субстрата.

Пример Ex10: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex9, в котором периферия полости для субстрата определяется оболочкой, выполненной с возможностью быть по существу прозрачной для РЧ электромагнитного излучения, причем оболочка расположена между наполнителем и полостью для субстрата.

Пример Ex11: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно Ex10, в котором оболочка содержит множество прорезей, расположенных таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в полость для субстрата.

Пример Ex12: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из Ex10 или Ex11, в котором оболочка содержит материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения.

Пример Ex13: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex12, в котором малые части периферийной стенки резонансной камеры являются по существу прозрачными для РЧ электромагнитного излучения таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру.

Пример Ex14: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно Ex13, в котором малые части содержат множество прорезей, образованных в периферийной стенке резонансной камеры, причем множество прорезей расположено таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру.

Пример Ex15: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из Ex13 или Ex14, в котором малые части содержат материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения.

Пример Ex16: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex15, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит камеру удержания излучения, причем камера удержания излучения окружает резонансную камеру и выполнена с возможностью быть по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения.

Пример Ex17: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex16, в котором полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения картриджа субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, что картридж полностью инкапсулирован внутри полости для субстрата.

Пример Ex18: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex17, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит мундштук, соединенный по текучей среде с полостью для субстрата, причем устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит элемент защиты от излучения, размещенный между резонансной камерой и мундштуком, или внутри мундштука таким образом, чтобы препятствовать прохождению РЧ электромагнитного излучения из резонансной камеры к внешней части мундштука.

Пример Ex19: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно Ex18, в котором элемент защиты от излучения содержит лабиринтообразный путь потока, размещенный между резонансной камерой и мундштуком, или внутри мундштука.

Пример Ex20: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex16, в котором полость для субстрата выполнена в виде несквозной полости с открытым концом и закрытым концом, причем полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения через открытый конец, по меньшей мере, части длины изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль.

Пример Ex21: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex20, причем устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит по меньшей мере одно из волновода и антенны, выполненных с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля, в резонансную камеру.

Пример Ex22: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих пунктов, в котором генератор электромагнитного поля содержит твердотельный РЧ-транзистор.

Пример Ex23: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex22, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит удлиненный корпус, причем генератор электромагнитного поля и резонансная камера предусмотрены внутри удлиненного корпуса.

Пример Ex24: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно Ex23, в котором резонансная камера и наполнитель расположены концентрически вдоль длины удлиненного корпуса.

Пример Ex25: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex24, в котором резонансная камера имеет диаметр от 10 до 50 мм или от 25 до 35 мм.

Пример Ex26: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex25, в котором заданный частотный состав представляет собой единственную частоту.

Пример Ex27: Система подачи аэрозоля для подачи аэрозоля пользователю, причем система содержит: устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex26; и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.

Пример Ex28: Система подачи аэрозоля согласно Ex27, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, предоставлено в виде одноразового картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, причем картридж выполнен с возможностью полной инкапсуляции внутри полости для субстрата.

Пример Ex29: Система подачи аэрозоля согласно Ex27, в которой полость для субстрата выполнена в виде несквозной полости с открытым концом и закрытым концом, где по меньшей мере часть длины изделия, генерирующего аэрозоль, выполнена с возможностью вмещения в полость для субстрата через открытый конец таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, размещен внутри полости для субстрата.

Пример Ex30: Система подачи аэрозоля согласно одному из Ex27 или Ex29, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, содержит обертку закрывающую субстрат, образующий аэрозоль, для образования стержня, причем стержень имеет мундштучный конец и дальний конец.

Пример Ex31: Система подачи аэрозоля согласно Ex30, в которой обертка выполнена из материала, по существу непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения, причем обертка дополнительно содержит множество прорезей, расположенных таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения внутрь изделия, генерирующего аэрозоль.

Пример Ex32: Система подачи аэрозоля согласно Ex30, в которой обертка выполнена из материала, по существу прозрачного для РЧ электромагнитного излучения.

Пример Ex33: Система подачи аэрозоля согласно любому из Ex30-Ex32, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит элемент защиты от излучения, размещенный внутри стержня между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштучным концом таким образом, чтобы препятствовать прохождению РЧ электромагнитного излучения через изделие к мундштучному концу.

Пример Ex34: Способ нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования из него аэрозоля путем использования устройства, генерирующего аэрозоль, согласно любому из Ex1-Ex26 или система подачи аэрозоля согласно любому из Ex27-Ex33, причем способ включает: размещение субстрата, образующего аэрозоль, внутри полости для субстрата; работу генератора электромагнитного поля для генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения с заданным частотным составом; передачу РЧ электромагнитного излучения вовнутрь резонансной камеры для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, размещенного внутри полости для субстрата.

Пример Ex35: Способ согласно Ex34, в котором относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, заданный частотный состав и размеры резонансной камеры выбираются таким образом, чтобы при применении РЧ электромагнитное излучение с заданным частотным составом резонировало во внутреннем пространстве резонансной камеры.

Далее будут дополнительно описаны примеры со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 - схематическое изображение системы диэлектрического нагрева;

фиг. 2a - схематическое изображение первого примера системы подачи аэрозоля, образованного с помощью изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного внутри устройства, генерирующего аэрозоль;

фиг. 2b - схематическое изображение устройства, генерирующего аэрозоль, с фиг. 2a, но без изделия, генерирующего аэрозоль;

фиг. 3 - схематическая иллюстрация в перспективе резонансной камеры устройства, генерирующего аэрозоль, с фиг. 2a и фиг. 2b;

фиг. 4 - конечный вид альтернативного примера резонансной камеры подходящей для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, с фиг. 2a и фиг. 2b;

На фиг. 5 - схематическое изображение иллюстративного устройства, генерирующего аэрозоль, подходящего для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, с фиг. 2a и фиг. 2b;

фиг. 6a - схематическое изображение второго примера системы подачи аэрозоля, образованного с помощью изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного внутри устройства, генерирующего аэрозоль;

фиг. 6b - схематическое изображение устройства, генерирующего аэрозоль, с фиг. 6a, но без изделия, генерирующего аэрозоль;

фиг. 7 - схематическое изображение возможных конфигураций для прорезей, образованных в оболочке резонансной камеры устройства, генерирующего аэрозоль; и

фиг. 8 - схематическое изображение третьего примера системы подачи аэрозоля, образованного с помощью устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль.

На фиг. 1 показано схематическое изображение системы 10 диэлектрического нагрева, использующей радиочастотное (РЧ) электромагнитное излучение, иногда называемое диэлектрическим нагревом. Система 10 имеет РЧ генератор 11 электромагнитного сигнала, усилитель 12 мощности и нагревательную камеру 13. Усилитель 12 мощности соединен с РЧ генератором 11 электромагнитного сигнала и служит для усиления РЧ сигнала, генерируемого РЧ генератором электромагнитного сигнала. Антенны 14 размещены таким образом, чтобы проходить внутри нагревательной камеры 13. Антенны 14 соединены с выходом усилителя мощности 12 и работают для направления РЧ сигнала, генерируемого РЧ генератором 11 электромагнитного сигнала для нагрева камеры 13, в результате чего внутри камеры возникает осциллирующее поле электромагнитного излучения. Выход усилителя мощности 12 подается обратно на РЧ генератор 11 электромагнитного сигнала для обеспечения управления в режиме замкнутого контура. Объект 15, подлежащий нагреву, помещается в нагревательную камеру 13 и подвергается воздействию поля РЧ электромагнитного излучения. Полярные молекулы внутри объекта 15 выравниваются с осциллирующим полем РЧ электромагнитного излучения и совершают колебания под воздействием осциллирующего поля электромагнитного излучения, что приводит к увеличению температуры объекта. Эта форма нагрева имеет то преимущество, что обеспечивает равномерный нагрев по всему объекту 15 (при условии, что полярные молекулы распределены равномерно). Еще одно преимущество заключается в том, что диэлектрический нагрев представляет собой бесконтактную форму нагрева, которая не требует отведения или конвекции тепла от высокотемпературного нагревательного элемента. В примерах, описанных со ссылкой на фиг. 2-8, используется основной принцип нагрева, изображенный на фиг. 1 и описанный в данном пункте.

На фиг. 2a показано схематическое изображение первого примера системы 100 подачи аэрозоля. Система 100 подачи аэрозоля имеет устройство 200, генерирующее аэрозоль, и изделие 300, генерирующего аэрозоль. Фиг. 2b соответствует фиг. 2a, но без изделия 300, генерирующего аэрозоль.

Устройство 200, генерирующее аэрозоль, имеет удлиненный корпус 201. Удлиненный корпус 201 содержит источник 202 питания, управляющую электронику 203, радиочастотный (РЧ) генератор 204 электромагнитного поля и резонансную камеру 205. Генератор 204 электромагнитного поля содержит твердотельный транзистор. Источник 202 питания соединен с управляющей электроникой 203 и генератором 204 РЧ электромагнитного поля для подачи питания на них. В изображенном примере источник 202 питания представляет собой перезаряжаемую батарею, такую как литий-ионная батарея. Однако в альтернативных примерах, могут использоваться другие подходящие источники питания; например, альтернативная форма батареи или конденсатора.

Резонансная камера 205 имеет периферийную стенку 206, которая обычно имеет цилиндрическую форму. В изображенном примере периферийная стенка 206 выполнена из алюминия. В альтернативном примере периферийная стенка 206 может вместо этого быть выполнена из нержавеющей стали или другого материала, по существу непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения. В дополнительном альтернативном примере обращенная внутрь поверхность периферийной стенки 206 может быть покрыта слоем серебра, золота или другого материала, по существу непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения.

Резонансная камера 205 расположена так, что длина резонансной камеры лежит в целом вдоль продольной оси 207 удлиненного корпуса 201. Резонансная камера 205 образует несквозную полость, с проемом 208 на одном конце камеры, при этом противоположный конец 209 камеры закрыт. Диэлектрический наполнитель 210, выполненный из глинозема, предоставлен внутри резонансной камеры 205. Диэлектрический наполнитель 210 из глинозема имеет относительную диэлектрическую проницаемость εr в диапазоне от 9,3 до 11,5. В альтернативном примере, диэлектрический наполнитель может быть выполнен из одного или более из MgNb2O6, ZnNb2O6, MgTa2O6, ZnTa2O6 и стекла. Для примера, показанного на фиг. 2a и фиг. 2b, диэлектрический наполнитель 210 предусмотрен в виде кольцевой втулки, окружающей полость 211 для субстрата внутри резонансной камеры 205. Изделие 300, генерирующее аэрозоль, вставляется в полость 211 для субстрата через отверстие 208.

Устройство 200, генерирующее аэрозоль, также содержит впускные отверстия 212 для воздуха, образованные в разных местах по периферии удлиненного корпуса 201. Каналы 213 проходят от впускных отверстий 212 для воздуха к отверстиям, предусмотренным на закрытом конце 209 резонансной камеры 205. Антенна 214 проходит от генератора 204 РЧ электромагнитного поля вовнутрь резонансной камеры 205.

На фиг. 3 показана схематическая иллюстрация в перспективе резонансной камеры 205 устройства 200, генерирующего аэрозоль, с фиг. 2a и фиг. 2b. На фиг. 3 показана как втулка из диэлектрического наполнителя 210 непрерывно окружает полость 211 для субстрата. Втулка из диэлектрического наполнителя 210 имеет такие размеры, что внешняя окружная поверхность втулки образует плотное прилегание к обращенной внутрь окружной поверхности периферийной стенки 206 резонансной камеры 205.

На фиг. 4 показан конечный вид альтернативного примера резонансной камеры 205. В этом альтернативном примере наполнитель 210 предоставлен как множество дискретных кластеров наполнительного материала, расположенных на расстоянии друг от друга, для несплошного окружения полости 211 для субстрата. Подкладка 215 предусмотрена радиально внутрь от кластеров наполнительного материала 210. Подкладка 215 выполнена из материала, по существу прозрачного для РЧ электромагнитного излучения, и служит для удержания дискретных кластеров наполнительного материала 210 в нужном положении. В описанном примере оболочка 215 выполнена из любого материала из тефлона, кварца или политетрафторэтилена. Однако оболочка 215 может быть выполнена из других известных материалов, которые являются по существу прозрачными для РЧ электромагнитного излучения.

На фиг. 5 показано схематическое изображение примера изделия 300, генерирующего аэрозоль, подходящего для использования с устройством 200, генерирующим аэрозоль. Изделие 300, генерирующее аэрозоль, имеет форму стержня с мундштучным концом 301 и дальним концом 302. Изделие 300, генерирующее аэрозоль, содержит обертку 303 на основе бумаги. Внутри обертки 303 последовательно расположены часть в виде субстрата 304, образующая аэрозоль, трубчатый опорный элемент 305, элемент 306, охлаждающий аэрозоль и фильтр 307 мундштука. Часть 304 в виде субстрата, образующего аэрозоль, представляет собой штранг из обжатого, восстановленного табака, содержащего вещество для образования аэрозоля и воду. Опорный элемент 305 представляет собой полую ацетатную трубку. Линия лазерных перфораций 308 выполнена через всю толщину обертки 303. Между фильтром 307 мундштука и элементом 306, охлаждающий аэрозоль, расположен металлический сетчатый элемент 309, защищающий от излучения.

Далее описывается работа устройства 200, генерирующего аэрозоль, по фиг. 2a и фиг. 2b, с изделием 300, генерирующим аэрозоль, по фиг. 5. Сначала пользователь размещает изделие 300, генерирующее аэрозоль, в полости 211 субстрата таким образом, чтобы его дальний конец 302 прилегал к закрытому концу 209 резонансной камеры 205. После такого размещения штранга субстрата 304, образующего аэрозоль, изделия 300 полностью находится внутри полости субстрата 211 резонансной камеры 205 и окружена втулкой диэлектрического наполнителя 210. Затем пользователь активирует устройство 200, генерирующее аэрозоль, нажатием кнопки (не показана), расположенной на удлиненном корпусе 201. При включении устройства 200 управляющая электроника 203 инициирует подачу питания от источника 202 питания к генератору 204 РЧ электромагнитного поля. Затем антенна 214 направляет поле РЧ электромагнитного излучения, созданное генератором 204 РЧ электромагнитного поля, вовнутрь резонансной камеры 205. В показанном примере генератор 204 РЧ электромагнитного поля выполнен с возможностью генерирования осциллирующего поля РЧ электромагнитного излучения с частотой приблизительно 2,45 ГГц. Однако в альтернативных примерах генератор 204 РЧ электромагнитного поля может быть выполнен с возможностью генерирования поля РЧ электромагнитного излучения, содержащего или состоящего из одной или более других частот внутри ISM диапазона. В альтернативных примерах генератор 204 РЧ электромагнитного поля может быть выполненный с возможностью генерирования поля РЧ электромагнитного излучения с частотой от 900 МГц до 2,45 ГГц.

Фиг. 2a и фиг. 2b не соответствуют масштабу. Однако резонансная камера 205 может иметь диаметр от 10 до 50 мм, при этом в одном примере предпочтительным является диаметр 30 мм. Дополнительно, резонансная камера 205 может иметь длину от 5 до 25 мм, при этом в одном примере предпочтительной является длина 15 мм. Дополнительно, полость 211 для субстрата может иметь диаметр от 3 до 15 мм, при этом в одном примере предпочтительным является диаметр 7 мм. Дополнительно, полость 211 для субстрата может иметь длину от 5 до 25 мм, при этом в одном примере предпочтительной является длина 15 мм.

Относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического наполнителя 210 из глинозема служит для снижения резонансных частот резонансной камеры по сравнению с такой же резонансной камерой, не имеющей такого диэлектрического наполнителя. Эффект диэлектрического наполнителя 210 заключается в том, что основная резонансная частота находится на уровне или в пределах +/-10% от 2,45 ГГц, т.е. частоты РЧ электромагнитного поля, создаваемого генератором 204. Стоячие волны поля РЧ электромагнитного излучения образуются внутри резонансной камеры 205, при этом волны отражаются от обращенной внутрь поверхности периферийной стенки 206 камеры 205 в силу того, что периферийная стенка выполнена из материала, практически непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения. Образование стоячих волн способствует сцеплению РЧ электромагнитного излучения со штрангом субстрата 304, образующего аэрозоль, расположенной внутри изделия 300, генерирующего аэрозоль. Поясняя далее, колебания РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры 205 служат для возбуждения полярных молекул, присутствующих в штранге субстрата 304, образующего аэрозоль, таких как вода, присутствующая в субстрате. Возбуждение полярных молекул проявляется в виде тепла, при этом тепло распространяется по всему штрангу субстрата 304, образующего аэрозоль. Нагревание штранга субстрата 304, образующего аэрозоль, приводит к выделению пара из субстрата.

Когда пользователь делает затяжку на мундштучном конце 301 изделия 300, генерирующего аэрозоль, всасывание, создаваемое на мундштучном конце, вызывает приток внешнего воздуха снаружи удлиненного корпуса 201 через впускные отверстия 212 для воздуха. Этот приток внешнего воздуха показан стрелками на фиг. 2a. Воздух проходит по каналам 213 через отверстия, предусмотренные в закрытом конце 209 резонансной камеры 205, и далее во внутреннюю часть изделия 300, генерирующего аэрозоль, через дальний конец 302. Воздух, поступающий в дальний конец 302, смешивается с паром, выделяющимся из штранга субстрата 304, образующего аэрозоль, и образует аэрозоль. Всасывание, возникающее в результате осуществления пользователем затяжки на мундштучном конце 301, приводит к тому, что аэрозоль втягивается внутрь изделия 300, генерирующего аэрозоль, (также показано стрелками на фиг. 2a) по каналу, образованному трубчатым опорным элементом 305, и через элемент 306, охлаждающий аэрозоль (см. фиг. 5). Всасывание также вызывает приток вентиляционного воздуха через линию перфораций 308, выполненных в обертке 303, тем самым способствуя дальнейшему охлаждению аэрозоля. Затем аэрозоль проходит через мундштучный фильтр 307 и вдыхается пользователем. Металлическая сетчатая конструкция элемента 309 защиты от излучения служит для того, чтобы аэрозоль проходил через него и вдыхался пользователем, в то же время отражая любые волны РЧ электромагнитного излучения, которые могли попасть в изделие 300, генерирующее аэрозоль. Таким образом, элемент 309 защиты от излучения снижает вероятность того, что пользователь подвергнется прямому воздействию РЧ электромагнитного излучения, исходящего из резонансной камеры 205.

Следует понимать, что для резонансной камеры 205 данного размера и конструкции выбор другой частоты для поля РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором 204 электромагнитного поля, может потребовать использования другого материала для диэлектрического наполнителя 210 для обеспечения близкого соответствия между частотой РЧ поля электромагнитного излучения и резонансной частотой резонансной камеры 205, настроенной диэлектрическим наполнителем. Под «другим материалом» подразумевается материал, имеющий другую относительную диэлектрическую проницаемость. В качестве примера, если генератор 204 электромагнитного поля должен быть настроен на генерирование поля РЧ электромагнитного излучения с частотой 900 МГц вместо 2,45 ГГц, это потребует использования материала для диэлектрического наполнителя 210 с более высокой относительной диэлектрической проницаемостью, чтобы отрегулировать резонансные частоты резонансной камеры 205 для обеспечения эффективной связи и нагрева штранга субстрата 304, образующего аэрозоль, при этой более низкой частоте.

На фиг. 6a показано схематическое изображение второго примера системы 100’ подачи аэрозоля. Там, где характеристики не отличаются от характеристик системы 100 подачи аэрозоля по фиг. 2a и фиг. 2b, используются аналогичные ссылочные обозначения. Для системы 100' используется такая же конструкция изделия 300, генерирующего аэрозоль, как и для системы 100. Система доставки аэрозоля 100' включает комбинацию устройства 200', генерирующего аэрозоль, и изделия 300, генерирующего аэрозоль. Фиг. 6b соответствует фиг. 6a, но без изделия 300, генерирующего аэрозоль. Система 100' подачи аэрозоля по фиг. 6a отличается от системы по фиг. 2a в отношении конструкции устройства 200', генерирующего аэрозоль. В устройстве 200' резонансная полость 205 окружена камерой 216' удержания излучения, выполненной из материала, по существу непрозрачного для РЧ электромагнитного излучения; в данном случае камера удержания излучения выполнена из стали. Однако вместо них могут быть использованы другие подходящие материалы, непрозрачные для РЧ электромагнитного излучения. Камера 216' удержания излучения обеспечивает дополнительный слой защиты от выхода РЧ электромагнитного излучения из резонансной камеры 205. Дополнительное отличие устройства 200' от устройства 200 заключается в том, что между втулкой диэлектрического наполнителя 210 и полостью 211 для субстрата используется оболочка 215 с прорезями'. Наличие прорезей 217' в оболочке 215' позволяет вводить и выводить РЧ электромагнитное излучение в полость субстрата 211 резонансной камеры 205, причем материал оболочки обеспечивает структурную опору для диэлектрического наполнителя. Для уменьшения вероятности того, что материал оболочки 215' будет препятствовать РЧ электромагнитному излучению внутри резонансной камеры 205, оболочка выполнена из любого материала из тефлона, кварца или политетрафторэтилена. Однако оболочка 215' может быть выполнена из других известных материалов, которые по существу прозрачны для РЧ электромагнитного излучения. Во всех остальных отношениях структура устройства 200', генерирующего аэрозоль, и системы 100' подачи аэрозоля по фиг. 6a и фиг. 6b соответствует структуре устройства 200, генерирующего аэрозоль, и системы 100 подачи аэрозоля по фиг. 2a и фиг. 2b. Режим работы устройства 200', генерирующего аэрозоль, и системы 100' подачи аэрозоля по фиг. 6a и фиг. 6b соответствует режиму работы устройства 200, генерирующего аэрозоль, и системы 100 подачи аэрозоля по фиг. 2a и фиг. 2b.

На фиг. 7 схематично показаны различные иллюстративные конфигурации прорезей 217' в оболочке 215' с прорезями.

В других примерах (не показаны) периферийная стенка 206 резонансной камеры 205 может быть снабжена множеством прорезей аналогично оболочке 215'. Наличие таких прорезей в периферийной стенке 206 резонансной камеры 205 может позволить вводить РЧ электромагнитное излучение в резонансную полость в различных местах по периферии резонансной камеры. В качестве альтернативы использованию прорезей, периферийная стенка 206 резонансной камеры 205 может вместо этого включать в себя множество окон, выполненных из материала, по существу прозрачного для РЧ излучения, при этом эти «окошки» обеспечивают вход РЧ электромагнитного излучения во внутреннюю часть резонансной камеры 205. Если периферийная стенка 206 резонансной камеры 205 снабжена множеством таких прорезей или окошек, то прорези или окошки могут иметь конфигурацию, как показано на фиг. 7 для оболочки 215'' с прорезями. Если периферийная стенка 206 резонансной камеры 205 будет содержать такое множество прорезей или окошек, предпочтительно, чтобы резонансная камера 205 была заключена внутри камеры удержания излучения, такой как камера 216', показанная на фиг. 6a и фиг. 6b.

На фиг. 8 показано схематическое изображение третьего примера системы 100’’ подачи аэрозоля. Там, где характеристики не отличаются от характеристик системы 100 подачи аэрозоля по фиг. 2a и фиг. 2b, используются аналогичные ссылочные обозначения. Система 100'' подачи аэрозоля по фиг. 8 отличается от системы по фиг. 2a и фиг. 2b как конструкцией устройства 200'', генерирующего аэрозоль, так и изделием 300'', генерирующим аэрозоль. Устройство 200''', генерирующее аэрозоль, по фиг. 8 содержит мундштук 219'', который находится в сообщении по текучей среде с полостью 210 субстрата резонансной камеры 205. Мундштук 218'' закрывает один конец устройства 200''. Внутри мундштука 218'' расположен металлический сетчатый радиационный экранирующий элемент 219'', причем защитный элемент проходит через внутреннюю часть мундштука. Изделие 300'', генерирующее аэрозоль, используемое в системе 100'' подачи аэрозоля, имеет форму картриджа 310'' с субстратом 304'', образующим аэрозоль. Субстрат 304'', образующий аэрозоль, состоит из обжатого, восстановленного табака, содержащего вещество для образования аэрозоля и воду. Однако в альтернативном примере (не показан) картридж 310'' выполнен в виде кожуха, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, в форме геля или жидкого материала.

Для цели настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, когда указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т. д., необходимо понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе. Следовательно, в этом контексте число «А» понимается как «А» ± 10% от «А». В этом контексте можно считать, что число «А» включает числовые значения, которые находятся в пределах общей стандартной погрешности для измерения того свойства, которое модифицирует число «А». Число «А», используемое в прилагаемой формуле изобретения, в некоторых случаях может отклоняться на проценты, указанные выше, при условии что величина, на которую отклоняется «А», не оказывает существенного влияния на основную и новую характеристику (основные и новые характеристики) заявленного изобретения. Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе.

Похожие патенты RU2840709C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА 2020
  • Эмметт, Роберт
  • Флорес, Ана Исабель Гонсалес
  • Натали, Лука
RU2817278C2
ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО 2020
  • Батиста, Рюи Нуно
  • Кали, Рикардо
RU2798249C1
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ И ПЕРИФЕРИЙНЫЙ СУСЦЕПТОРЫ 2020
  • Батиста, Рюи Нуно
  • Кали, Рикардо
RU2782779C1
ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ВХОДЫ ДЛЯ ВОЗДУХА ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО И ПЕРИФЕРИЙНОГО ПОТОКА ВОЗДУХА, И ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА 2020
  • Нуно Батиста, Руй
  • Кали, Рикардо
RU2784281C1
ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ОБРАЗУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ СУБСТРАТА 2020
  • Курба, Жером, Кристиан
  • Миронов, Олег
  • Стура, Энрико
RU2816755C1
КАЛЬЯННАЯ СИСТЕМА С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ БЛОКОМ, СОДЕРЖАЩИМ ДВА ЭЛЕКТРОДА 2020
  • Эмметт, Роберт
  • Гонсалес Флорес, Ана Исабель
RU2809626C1
ПОЛОЕ АЭРОЗОЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ СО СЛОЯМИ ТРУБЧАТОГО СУБСТРАТА 2020
  • Батиста, Рюи Нуно
  • Кали, Рикардо
RU2782823C1
УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩИЕ АЭРОЗОЛЬ, КОТОРЫЕ ИМЕЮТ ВЕНТИЛЯЦИОННУЮ КАМЕРУ 2020
  • Жордий, Ив
  • Минзони, Мирко
RU2825266C1
ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, С ПОЛЫМ ТРУБЧАТЫМ ЭЛЕМЕНТОМ 2021
  • Шаллер, Кристоф
  • Ютюрри, Жером
RU2815857C1
ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВОЙНЫЕ СУБСТРАТЫ ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ 2021
  • Батиста, Рюи Нуно Родригес Алвес
  • Бедассо, Бекеле Алему
  • Бонджованни, Джанлука
  • Ольяна, Валерио
  • Середа, Александра
RU2840944C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 840 709 C1

Реферат патента 2025 года ЗАПОЛНЕННАЯ РЕЗОНАНСНАЯ ПОЛОСТЬ ДЛЯ ОПТИМИЗИРОВАННОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВА

Изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль. Технический результат заключается в обеспечении необходимого уровня нагрева субстрата, образующего аэрозоль, посредством радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения при сохранении форм-фактора устройства. Технический результат достигается тем, что устройство (200), генерирующее аэрозоль, содержит генератор (204) РЧ электромагнитного излучения с заданным частотным составом, и резонансную камеру (205), содержащую периферийную стенку (206), которая является непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения. Во внутреннем пространстве резонансной камеры (205) расположен наполнитель (210), причем наполнитель (210) окружает полость для субстрата, образованную внутри резонансной камеры (205). Генератор электромагнитного поля (204) соединен с резонансной камерой (205) с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру (205). При этом наполнитель (210) имеет относительную диэлектрическую проницаемость больше единицы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула изобретения RU 2 840 709 C1

1. Устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования из него аэрозоля, причем устройство содержит:

генератор электромагнитного поля, выполненный с возможностью генерирования радиочастотного (РЧ) электромагнитного излучения с заданным частотным составом;

резонансную камеру, содержащую периферийную стенку, выполненную с возможностью быть по существу непрозрачной для РЧ электромагнитного излучения внутри резонансной камеры;

наполнитель, расположенный во внутреннем пространстве резонансной камеры таким образом, чтобы окружать полость для субстрата, образованную внутри резонансной камеры, при этом полость для субстрата выполнена с возможностью вмещения субстрата, образующего аэрозоль;

причем генератор электромагнитного поля соединен с резонансной камерой с возможностью передачи РЧ электромагнитного излучения, генерируемого генератором электромагнитного поля, в резонансную камеру;

при этом наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость больше единицы.

2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, в котором наполнитель представляет собой или содержит диэлектрик.

3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или 2, в котором относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, заданный частотный состав и размеры резонансной камеры сконфигурированы таким образом, чтобы при применении РЧ электромагнитное излучение с заданным частотным составом резонировало во внутреннем пространстве резонансной камеры.

4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 5 до 100.

5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором наполнитель имеет относительную диэлектрическую проницаемость от 40 до 50.

6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором наполнитель содержит по меньшей мере одно из: глинозема, MgNb2O6, ZnNb2O6, MgTa2O6, ZnTa2O6 и стекла.

7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, содержащее впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью приема воздуха снаружи устройства, генерирующего аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит путь для потока текучей среды, проходящий между впускным отверстием для воздуха и резонансной камерой таким образом, что применение отрицательного перепада давления между полостью для субстрата и впускным отверстием для воздуха вызывает поток внешнего воздуха внутрь через впускное отверстие для воздуха вдоль пути для потока текучей среды и в полость для субстрата.

8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором наполнитель содержит втулку, расположенную таким образом, чтобы непрерывно окружать полость для субстрата.

9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп. 1-7, в котором наполнитель содержит множество дискретных кластеров, разнесенных друг от друга на расстояние, для несплошного окружения полости для субстрата.

10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором периферия полости для субстрата образована оболочкой, выполненной с возможностью быть по существу прозрачной для РЧ электромагнитного излучения, причем оболочка расположена между наполнителем и полостью для субстрата.

11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 10, в котором оболочка содержит материал, по существу прозрачный для РЧ электромагнитного излучения.

12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 10 или 11, в котором оболочка содержит множество прорезей, расположенных таким образом, чтобы при применении обеспечить возможность прохождения РЧ электромагнитного излучения в полость для субстрата.

13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором малые части периферийной стенки резонансной камеры являются по существу прозрачными для РЧ электромагнитного излучения для обеспечения при применении прохождения РЧ электромагнитного излучения в резонансную камеру.

14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором резонансная камера имеет диаметр от 10 до 50 мм, или от 25 до 35 мм.

15. Система подачи аэрозоля для подачи аэрозоля пользователю, содержащая:

устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов; и

изделие, генерирующее аэрозоль и содержащее субстрат, образующий аэрозоль.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2840709C1

EP 3747289 A1, 09.12.2020
US 20190356047 A1, 21.11.2019
US 20200297031 A1, 24.09.2020
CN 108552614 A, 21.09.2018
СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩАЯ НАГРЕВАЕМОЕ ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ 2017
  • Торанс, Мишель
RU2732766C2

RU 2 840 709 C1

Авторы

Гонсалес Флорес, Ана Исабель

Газани, Тахерех

Робертс, Майк

Даты

2025-05-27Публикация

2021-11-17Подача