УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ НАГРЕВА КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR USE WITH THE DEVICE FOR HEATING SMOKING MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для использования с устройством для нагрева курительного материала, к картриджу, содержащему такое устройство, и к устройству для нагрева курительного материала.
Известный уровень техники
Курительные изделия, такие как сигареты, сигары и тому подобное, сжигают табак во время использования для создания табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы этим изделиям путем создания изделий, которые высвобождают субстанции без сжигания. Примерами таких изделий являются изделия, отвечающие концепции "нагревать, но не сжигать", или устройства или изделия для нагрева табака, которые высвобождают субстанции посредством нагревания, но не сжигания материала. Материалом может быть, например, табак или другие не табачные изделия, которые могут содержать или не содержать никотин.
Краткое изложение сущности изобретения
В первом аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для использования с устройством для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, содержащее:
носитель; и
курительный материал, расположенный на носителе,
причем первая часть курительного материала расположена на первой части носителя и имеет форму, которая может нагреваться быстрее, чем вторая часть курительного материала, расположенная на второй части носителя.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая часть курительного материала содержит частицы курительного материала, имеющие первый средний размер частиц, а вторая часть курительного материала содержит частицы курительного материала, имеющие второй средний размер частиц, который больше, чем первый средний размер частиц.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая часть курительного материала расположена на носителе, имея первую толщину, а вторая часть курительного материала расположена на носителе, имея вторую толщину, которая больше, чем первая толщина.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой первую и вторую части одной стороны носителя. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая линейно увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая ступенчато увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой соответственно первую и вторую стороны носителя.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части курительного материала находятся на соответствующих противоположных концах курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал связан с носителем. В примерном варианте осуществления курительный материал связан с носителем с помощью клея.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является плоским.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является неплоским. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель гофрирован или изогнут.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель представляет собой нагревательный элемент для нагрева курительного материала. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент нагревают путем пропускания через него электрического тока.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит табак.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал находится в твердой состоянии.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит частицы курительного материала.
Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для использования с устройством для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, содержащее:
носитель; и
курительный материал, расположенный на носителе,
причем первая часть курительного материала расположена на первой части носителя, имея первую толщину, а вторая часть курительного материала расположена на носителе, имея вторую толщину, которая больше, чем первая толщина.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой первую и вторую части одной стороны носителя. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая линейно увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая ступенчато увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой соответственно первую и вторую стороны носителя.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части курительного материала находятся на соответствующих противоположных концах курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал связан с носителем. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал связан с носителем с помощью клея.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является плоским.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является неплоским. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель гофрирован или изогнут.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель представляет собой нагревательный элемент для нагрева курительного материала. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент нагревают путем пропускания через него электрического тока.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит табак.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал находится в твердой состоянии.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит частицы курительного материала.
В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для использования с устройством для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, содержащее:
носитель; и
курительный материал, расположенный на опоре,
причем первая часть курительного материала расположена на первой части носителя и содержит частицы курительного материала, имеющие первый средний размер частиц, а вторая часть курительного материала расположена на второй части носителя и содержит частицы курительного материала, имеющие второй средний размер частиц, причем второй средний размер частиц больше, чем первый средний размер частиц.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой первую и вторую части одной стороны носителя. В примерном варианте осуществления курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая линейно увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал расположен на стороне носителя, имея толщину, которая ступенчато увеличивается от первой части курительного материала ко второй части курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части носителя представляют собой соответственно первую и вторую стороны носителя.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая части курительного материала находятся на соответствующих противоположных концах курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал связан с носителем. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал связан с носителем с помощью клея.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является плоским.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель является неплоским.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель гофрирован или изогнут.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения носитель представляет собой нагревательный элемент для нагрева курительного материала. В примерном варианте осуществления нагревательный элемент нагревают путем пропускания через него электрического тока.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит табак.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал находится в твердой форме.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал содержит частицы курительного материала.
В четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается картридж для использования с устройством для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, содержащий устройство по любому из первого, второго и третьего аспектов настоящего изобретения.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения картридж имеет корпус, ограничивающий полость, в которой расположено устройство.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения картридж имеет два электропроводящих контакта, которые доступны снаружи картриджа, носитель представляет собой нагревательный элемент для нагрева курительного материала, и нагревательный элемент электрически подключается через электропроводящие контакты.
В пятом аспекте настоящего изобретения предлагается устройство для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, содержащее устройство по любому из первого, второго и третьего аспектов настоящего изобретения; или содержащее картридж по четвертому аспекту настоящего изобретения и собранный узел, причем собранный узел имеет интерфейс, а картридж предназначен для взаимодействия с интерфейсом собранного узла.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения устройство предназначено для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала без сжигания курительного материала.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения устройство содержит нагревательный элемент для нагрева курительного материала, а собранный узел содержит контроллер для управления подачей электрической энергии к нагревательному элементу от источника электроэнергии.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое устройство содержит нагревательный элемент для нагрева курительного материала, а узел содержит контроллер, предназначенный для управления нагревом нагревательного элемента, чтобы вызвать нагрев курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала без сжигания курительного материала, когда картридж взаимодействует с интерфейсом собранного узла.
В примерном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент устройства представляет собой носитель.
Краткое описание чертежей
Ниже исключительно в качестве примера описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 – вид в перспективе примера устройства для нагрева курительного материала для испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала;
на фиг. 2 – схематический вид сечения показанного на фиг. 1 устройства;
на фиг. 3 – вид в перспективе мундштука показанного на фиг. 1 устройства, отсоединенного от остальной части устройства;
на фиг. 4 – вид сечения показанного на фиг. 3 мундштука;
на фиг. 5 – вид в перспективе первой корпусной части показанного на фиг. 1 устройства, отсоединенной от остальной части устройства;
на фиг. 6 – схематический вид сечения показанной на фиг. 5 первой корпусной части;
на фиг. 7 – вид в перспективе второй корпусной части показанного на фиг. 1 устройства, отсоединенной от остальной части устройства;
на фиг. 8 – другой схематический вид в перспективе показанной на фиг. 7 второй корпусной части с удаленной оболочкой второй корпусной части, ограничивающей пространство второй корпусной части;
на фиг. 9 – схематический вид в перспективе сечения фрагмента показанной на фиг. 8 оболочки второй корпусной части;
на фиг. 10 – отдельный вид в перспективе фрагмента второго электрического проводника показанной на фиг. 8 и 9 второй корпусной части в районе расположения упругого элемента;
на фиг. 11 – схематический вид в перспективе сечения фрагмента показанного на фиг. 1 и 2 устройства;
на фиг. 12 – схематический вид сечения части показанного на фиг. 1 и 2 устройства;
на фиг. 13 – схематический вид в перспективе фрагмента показанного на фиг. 1 и 2 устройства с удаленными участками для иллюстрации его второго и третьего штифтов;
на фиг. 14 – отдельный вид в перспективе картриджа показанного на фиг. 1 устройства;
на фиг. 15 – схематический вид сечения показанного на фиг. 14 картриджа;
на фиг. 16 – другой схематический перспективный вид сечения фрагмента показанного на фиг. 1 и 2 устройства с указанием общего пути проходящего через него потока;
на фиг. 17 – схематический увеличенный вид сечения фрагмента нагревательного устройства показанного на фиг. 15 картриджа;
на фиг. 18 – схематический вид сечения картриджа;
на фиг. 19 – схематический вид сечения картриджа;
на фиг. 20 – схематический вид сечения картриджа; и
на фиг. 21 – схематический вид сечения картриджа.
Подробное описание изобретения
Используемый здесь термин "курительный материал" подразумевает материалы, которые выделяют летучие компоненты при нагревании, обычно в форме аэрозоля. "Курительный материал" может быть не табачным материалом или табачным материалом. "Курительный материал" может включать в себя, например, один или несколько сортов табака как такового, производные табака, взорванный табак, восстановленный табак, экстракт табака, гомогенизированный табак или заменители табака. "Курительный материал" может иметь вид измельченного табака, разрезанного на куски табака, экструдированного табака, геля или агломератов. "Курительный материал" также может включать в себя другие, не табачные изделия, которые, в зависимости от изделия могут содержать или не содержать никотин.
Используемый здесь термин "полисахариды" охватывает молекулы полимерных углеводов, состоящие из длинных цепей моносахаридных звеньев, связанных вместе гликозидными связями, а также солей и производных таких соединений. Соответственно, производные таких соединений могут содержать сложные эфиры, эфиры, кислоты, амины, амиды, мочевину, тиол, тиоэфир, сложный тиоэфир, тиокарбоновые кислоты или тиоамидные боковые группы на моносахаридных звеньях. Примеры полисахаридов включают в себя целлюлозу и производные целлюлозы, и альгиновую кислоту и ее соли. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения полисахарид может связывать курительный материал с нагревательным элементом. В других вариантах осуществления настоящего изобретения клей может содержать полисахарид в качестве усилителя адгезии.
Используемый здесь термин "производные целлюлозы" подразумевает соединения, в которых гидроксильные группы целлюлозы частично или полностью замещены различными группами. Примерами производных целлюлозы являются сложные эфиры целлюлозы и простые эфиры целлюлозы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения производное целлюлозы может содержать простой эфир целлюлозы, который может включать в себя алкильные, гидроксиалкильные и карбоксиалкилцеллюлозные эфиры. В некоторых вариантах осуществления производное целлюлозы может представлять собой простой гидроксиалкилцеллюлозный эфир, такой как гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза и гидроксиэтилэтилцеллюлоза. В некоторых случаях производное целлюлозы может быть выбрано из группы, включающей в себя гидроксиэтилметилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу и гидроксиэтилэтилцеллюлозу. Производное целлюлозы может содержать или по существу состоять из гидроксипропилметилцеллюлозы.
Используемый здесь термин "полиимид" относится к любому полимеру, содержащему или по существу образованному имидными мономерами, и может быть насыщенным или ненасыщенным. Полиимид может быть гидрофобным.
Используемый здесь термин "полиэфир" относится к полимерам, которые содержат функциональную группу сложного эфира в их основной цепи. Они могут быть образованы этерификационной конденсацией полифункциональных спиртов и кислот. В некоторых случаях функциональная группа сложного эфира присутствует примерно в половине или в повторяющихся единицах или в большинстве или по существу во всех повторяющихся единицах. Полиэфиры могут быть насыщенными или ненасыщенными, алифатическими, полуароматическими или ароматическими и могут быть сополимерами или гомополимерами. Полиэфир может быть гидрофобным.
Используемые здесь термины "ароматизирующая добавка" и "ароматизатор" относятся к материалам, которые, если это позволяют местные правила, могут использоваться для придания желаемого вкуса или аромата продукту для взрослых потребителей. Они могут включать в себя экстракты (например, лакричника, гортензии, листьев японской белоствольной магнолии, ромашки, пажитника, гвоздики, ментола, японский мяты, анисового семени, корицы, лекарственных трав, гаултерии, вишни, ягод, персика, яблок, шотландского виски с медом и травами, бурбона, скотча, виски, мяты, перечной мяты, лаванды, кардамона, сельдерея, каскариллы, мускатного ореха, сандалового дерева, бергамота, герани, медовой эссенции, розового масла, ванили, лимонного масла, апельсинового масла, акации, тмина, коньяка, жасмина, иланг-иланга, фенхеля, пимента, имбиря, аниса, кориандра, кофе или мятного масла из любых видов рода мяты), усилители вкуса, блокаторы рецепторных участков горечи, активаторы или стимуляторы рецепторных участков вкуса, сахар и/или заменители сахара (например, сукралозу, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламаты, лактозу, сахарозу, глюкозу, фруктозу, сорбит или маннит) и другие добавки, такие как древесный уголь, хлорофилл, минералы, растительное сырье или освежающие дыхание средства. Они могут представлять собой ненатуральные, синтетические или натуральные ингредиенты или их смеси. Они могут быть в любой подходящей форме, например, в виде масла, жидкости или порошка.
На фиг. 1 и 2 показан вид в перспективе и схематический вид сечения примера устройства 1 для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала. Упомянутое устройство 1 предназначено для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала, как правило, для образования аэрозоля, который можно вдыхать, без сжигания или сгорания курительного материала. Устройство 1 содержит первую корпусную часть 10, вторую корпусную часть 20, мундштук 30 и картридж 40. Комбинация первой и второй корпусных частей 10, 20 образует корпус устройства 1. Комбинация первой и второй корпусных частей 10, 20 и мундштука 30 образует собранный узел с интерфейсом (рассматриваемым ниже), с которым может взаимодействовать картридж 40. Каждый из этих компонентов будет рассматриваться по очереди.
Первая корпусная часть 10 расположена между второй корпусной частью 20 и мундштуком 30. Каждая из первой и второй корпусных частей 10, 20 и мундштук 30 определяют соответствующую часть наружного корпуса всего устройства 1. Соответственно, внешний вид устройства 1 определяется комбинацией первой и второй корпусных частей 10, 20 и мундштука 30.
Как показано на фиг. 1, 5 и 6, первая корпусная часть 10, как правило, трубчатой и удлиненной формы, имеет первый и второй противоположные продольные концы 11, 12 и образует интерфейс для взаимодействия с картриджем 40. В данном варианте осуществления настоящего изобретения интерфейс имеет полость 13 для приема картриджа 40. В других вариантах осуществления изобретения интерфейс может иметь другую форму, такую как полка, поверхность или выступ, и дополнительно требует механического сопряжения с картриджем 40, чтобы взаимодействовать с ним. Второй продольный конец 12 первой корпусной части 10 ограничивает отверстие 14 в полости 13. Отверстие 14 имеет такую форму и размер, что картридж 40 может проходить через отверстие 14, чтобы пользователь мог вставлять картридж 40 в полость 13 и/или извлекать картридж 40 из полости 13, как это более подробно описано ниже. Первый продольный конец 11 первой корпусной части 10 содержит первый соединитель 15, который разъемно соединяется со вторым соединителем 25 второй корпусной части 20, как это более подробно описано ниже.
Как показано на фиг. 1, 2, 7 и 8, вторая корпусная часть 20, как правило, трубчатой и удлиненной формы, имеет первый и второй противоположные продольные концы 21, 22 и ограничивает полость 23. В полости 23 содержится множество первых электрических компонентов. Первые электрические компоненты в данном варианте осуществления изобретения включают в себя источник 24 электроэнергии в виде перезаряжаемой батареи, печатную плату 26 и USB интерфейс 27 для зарядки батареи. В других вариантах осуществления изобретения источник 24 электроэнергии может быть иным, чем перезаряжаемая батарея, таким как не перезаряжаемая батарея или конденсатор. Интерфейс 27 для зарядки батареи доступен снаружи устройства 1 на первом продольном конце 21 второй корпусной части 20. Электрическая схема зарядки и регулятор 26b напряжения находятся на печатной плате 26. Комбинация электрической схемы зарядки и интерфейса 27 зарядки представляет собой зарядное устройство устройства 1. Электрическая схема зарядки электрически соединена с плюсовым и минусовым выводами 24а, 24b батареи 24 и электрически соединена с интерфейсом 27 зарядки. Батарея 24 заряжается путем подключения зарядного устройства к внешнему источнику питания (на чертежах не показан) с помощью интерфейса 27 зарядки. Электрическая схема зарядки содержит схему предотвращения перезарядки для предотвращения перезарядки батареи 24. В вариантах показанного варианта осуществления изобретения интерфейс 27 зарядки может иметь форму, отличную от той, которая установлена стандартом USB и/или может располагаться в другом месте второй корпусной части 20 или в другом месте устройства 1. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения зарядное устройство может отсутствовать.
Как показано на фиг. 7, второй продольный конец 22 второй корпусной части 20 содержит второй соединитель 25, который входит в зацепление с первым соединителем 15 первой корпусной части 10. В данном варианте осуществления настоящего изобретения первый соединитель 15 входит в зацепление со вторым соединителем 25, чтобы соединить вторую корпусную часть 20 с первой корпусной частью 10. В других вариантах осуществления изобретения первая и вторая корпусные части 10, 20 могут быть соединены постоянно, например, посредством шарнира или гибкого элемента, так что зацепление первого соединителя 15 со вторым соединителем 25 как таковое не будет соединять вторую корпусную часть 20 с первой корпусной частью 10, но будет способствовать частичному отделению или открыванию первой корпусной части 10 и второй корпусной части 20. В данном варианте осуществления изобретения первый соединитель 15 соединен с возможностью отсоединения со вторым соединителем 25, чтобы разъемно соединять вторую корпусную часть 20 с первой корпусной частью 10. Соответственно, если перезаряжаемая батарея 24, содержащаяся во второй корпусной части 20, истощается, пользователь может поменять вторую корпусную часть 20 на другую вторую корпусную часть 20, содержащую неиспользовавшийся источник 24 электроэнергии. Таким образом, пользователь может продолжать использовать устройство 1, например, во время подзарядки первой истощившейся перезаряжаемой батареи 24. В других вариантах осуществления первый соединитель 15 не может быть выведен из зацепления со вторым соединителем 25 после того, как первый и второй соединители 15, 25 соединены друг с другом. В таких других вариантах осуществления вторая корпусная часть 20 постоянно соединена с первой корпусной частью 10 путем ввода в зацепление первого и второго соединителей 15, 25.
Как показано на фиг. 5-8, в данном варианте осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители 15, 25 представляют собой соединители 15, 25 типа мама-папа соответственно и содержат взаимодействующие внутреннюю и наружную винтовую резьбу 15а, 25а соответственно. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители 15, 25 могут быть соединителями 15, 25 типа мама-папа соответственно и могут содержать взаимодействующие внутреннюю и наружную винтовую резьбу соответственно. В других вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители 15, 25 могут содержать взаимодействующие структуры, отличные от винтовой резьбы, такие как штырек и гнездо, совместно образующие байонетное соединение, выступ и отверстие, совместно образующие защелкивающееся соединение, вилка и розетка или тому подобное.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители 15, 25 являются электропроводящими, так что когда первый и второй соединители 15, 25 находятся в зацеплении, электрический ток может проходить от второго соединителя 25 к первому соединителю 15, как это более подробно рассматривается ниже. В данном варианте осуществления каждый из первого и второго соединителей 15, 25 выполнен из металла или металлического сплава, такого как медь или нержавеющая сталь и т.д. В других вариантах осуществления один или оба из первого и второго соединителей 15, 25 могут быть выполнены из другого электропроводящего материала.
Как показано на фиг. 7, в данном варианте осуществления настоящего изобретения вторая винтовая резьба 25а имеет четыре выреза 25n, расположенные по окружности вокруг второй винтовой резьбы 25a. В других вариантах осуществления во второй винтовой резьбе 25a может быть больше или меньше вырезов 25n. В данном варианте осуществления каждый из вырезов 25n продолжается линейно и радиально через вторую винтовую резьбу 25a. В других вариантах осуществления вырез(ы) 25n может продолжаться радиально и нелинейно через вторую винтовую резьбу 25a или линейно и не радиально через вторую винтовую резьбу 25a или нелинейно и не радиально через вторую винтовую резьбу 25а. В данном варианте осуществления настоящего изобретения вырезы 25n предусмотрены только через вторую винтовую резьбу 25а. В других вариантах осуществления может быть дополнительно или альтернативно предусмотрены один или несколько вырезов через первую винтовую резьбу 15а. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй соединители 15, 25 могут располагаться таким образом, что вырез(ы) через первую винтовую резьбу 15а совпадает(ют) с вырезом(ами) через вторую винтовую резьбу 25а, когда первый соединитель 15 полностью находится в зацеплении со вторым соединителем 25.
Когда первый соединитель 15 полностью введен в зацепление со вторым соединителем 25, как это наиболее четко показано на фиг. 11, первый и второй соединители 15, 25 взаимодействуют, образуя между первым и вторым соединителями 15, 25 четыре впускных отверстия 60 для впуска воздуха в устройство 1 и, в частности, в полость 13 первой корпусной части 10, с внешней стороны устройства 1. Впускные отверстия 60 сообщаются по текучей среде с внешней стороной устройства 1 через кольцевой зазор 62, который остается между первым и вторым соединителями 15, 25 на внешней поверхности устройства 1 после того, как первый соединитель 15 полностью введен в зацепление со вторым соединителем 25. Первый соединитель 15 считается полностью введенным в зацепление со вторым соединителем 25, когда больше невозможно повернуть первый соединитель 15 для соединения со вторым соединителем 25. В данном варианте осуществления такое полное зацепление происходит, когда первый соединитель 15 не может быть ввернут глубже во второй соединитель 25. Это может происходить, например, вследствие того, что передняя кромка первой винтовой резьбы 15а первого соединителя 15 достигла конца второй винтовой резьбы 25а второго соединителя 25 или вследствие того, что соответствующие упоры первого и второго соединителей 15, 25 вошли в контакт друг с другом во время ввода в зацепление первого и второго соединителей 15, 25. В других вариантах осуществления настоящего изобретения могут предусматриваться другие механизмы определения точки, в которой первый и второй соединители 15, 25 полностью введены в зацепление. В данном варианте осуществления первый и второй соединители 15, 25 подвижны относительно друг друга, чтобы изменять площадь сечения каждого из впускных отверстий 60, при этом поддерживая зацепление первого и второго соединителей 15, 25, чтобы управлять потоком воздуха через впускные отверстия 60. В данном варианте осуществления степень зацепления первого и второго соединителей 15, 25 может изменяться путем вращения одного из первого и второго соединителей 15, 25 относительно другого. Это приводит к соответствующему изменению осевого размера впускных отверстий 60 между первым и вторым соединителями 15, 25, чтобы изменять площадь поперечного сечения каждого из впускных отверстий 60. В данном варианте осуществления каждое из впускных отверстий 60 ограничено соответствующим одним из вырезов 25n и соответствующим соседним участком первого соединителя 15. В других вариантах осуществления, в которых предусмотрено большее или меньшее количество вырезов, соответственно будет больше или меньше входных отверстий.
В данном варианте осуществления полость 23, предусмотренная во второй корпусной части 20, и, следовательно, каждый из первых электрических компонентов в ней изолированы от каждого из впускных отверстий 60 материалом второго соединителя 25, полкой, содержащей второй и третий электрические проводники 282, 283 (рассматриваемые ниже и показанные на фиг. 9 и 10), и заглушкой 25b, вложенной во второй соединитель 25 между вторым соединителем 25 и платой. Это помогает предотвратить попадание в первые электрические компоненты пыли или других посторонних веществ, которые могут быть втянуты в устройство 1 через впускное отверстие(я) 60 во время работы устройства 1, что может отрицательно повлиять на работу первых электрических компонентов. Однако в других вариантах осуществления настоящего изобретения полость 23 и/или источник 24 электроэнергии и/или печатная плата 26 (если она предусмотрена), и/или интерфейс 27 зарядки (если он предусмотрен) могут соединяться по текучей среде с одним или несколькими или всеми впускными отверстиями.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения первая и вторая корпусные части 10, 20 содержат соответствующие электрические соединения для подачи электрической энергии от источника 24 электроэнергии к первой корпусной части 10 для питания картриджа 40, как это рассматривается ниже. В частности, в данном варианте осуществления вторая корпусная часть 20 содержит первый электрический проводник 281 (наиболее четко показанный на фиг. 8), который продолжается от минусового вывода 24b батареи 24 до второй винтовой резьбы 25а второго соединителя 25 и минует регулятор 26b напряжения, второй электрический проводник 282 (наиболее четко показанный на фиг. 9 и 10), который продолжается от плюсового вывода 24a батареи 24 до регулятора 26b напряжения на печатной плате 26, и третий электрический проводник 283 (также наиболее четко показанный на фиг. 9 и 10), который продолжается от регулятора 26b напряжения до контакта 283a. Третий электрический проводник 283 отделен от второго электрического проводника 282 электрическим изолятором 284, чтобы быть электрически изолированным от второго электрического проводника 282. Контакт 283а расположен по центру продольной оси второй корпусной части 20 на втором продольном конце 22 второй корпусной части 20. Контакт 283а доступен через отверстие 25с в заглушке 25b. В данном варианте осуществления контакт 283а представляет собой плюсовой вывод второй корпусной части 20, а вторая винтовая резьба 25а второго соединителя 25 является минусовым выводом второй корпусной части 20.
Часть второго электрического проводника 282 контактирует с плюсовым выводом 24а батареи 24. Часть третьего электрического проводника 283 содержит контакт 283а. Упомянутые части второго и третьего электрических проводников 282, 283 обернуты вокруг упругого элемента 29. Упругий элемент 29 смещает второй электрический проводник 282 в контакт с плюсовым выводом 24а батареи 24 в первом направлении. Это помогает поддерживать хороший электрический контакт между вторым электрическим проводником 282 и плюсовым выводом 24а батареи 24. Упругий элемент 29 также смещает части второго и третьего электрических проводников 282, 283 в контакт с заглушкой 25b во втором направлении. Это помогает обеспечить уплотнение между вторым и третьим электрическими проводниками 282, 283 и заглушкой 25b, тем самым помогая изолировать полость 23 от впускных отверстий 60. Второй электрический проводник 282 продолжается от плюсового вывода 24а батареи 24 вокруг упругого элемента 29 и вдоль большей части продольной длины второй корпусной части 20 к печатной плате 26, чтобы электрически соединять плюсовой вывод 24а батареи 24 с цепью электрической зарядки и регулятором 26b напряжения на печатной плате 26, как упоминалось ранее. Третий электрический проводник 283 продолжается от регулятора 26b напряжения и вдоль большей части продольной длины второй корпусной части 20 к контакту 283a.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения каждый из первого, второго и третьего электрических проводников 281, 282, 283 выполнен из металла или металлического сплава, такого как медь или нержавеющая сталь и т.д., но в других вариантах осуществления один или несколько из первого, второго и третьего электрических проводников 281, 282, 283 могут быть выполнены из другого электропроводящего материала.
Соответствующие электрические соединения первой и второй корпусных частей 10, 20 для подачи электрической энергии от источника 24 электроэнергии в первую корпусную часть 10 в данном варианте осуществления изобретения дополнительно показаны на фиг. 11-13. Первая винтовая резьба 15а первого соединителя 15 в данном варианте осуществления представляет собой минусовой вывод первого корпусного участка 10 и электрически соединяется с минусовым выводом, то есть со второй винтовой резьбой 25а второго соединителя 25 второй корпусной части 20, когда первый соединитель 15 полностью входит в зацепление со вторым соединителем 25. Пластина 16 установлена в первом соединителе 15. Пластина 16 является круглой относительно центральной оси, которая совпадает с продольной осью первой корпусной части 10. Пластина 16 находится внутри первой корпусной части 10 между первым продольным концом 11 первой корпусной части 10 и полостью 13 первой корпусной части 10. В пластине 16 выполнено пять сквозных отверстий 16а-16е. Первое отверстие 16а из этих отверстий расположено по центру вдоль продольной оси первой корпусной части 10. Внутри первого отверстия 16а находится первый штырек 17а, который выступает из пластины 16 в сторону первого продольного конца 11 первой корпусной части 10. Первый штырек 17a является электропроводящим и может выполняться из металла или металлического сплава, такого как медь или нержавеющая сталь или тому подобное. Первый штырек 17a представляет собой плюсовой вывод первой корпусной части 10. Когда первый соединитель 15 полностью введен в зацепление со вторым соединителем 25, как это наиболее четко показано на фиг. 11, первый штырек 17a располагается в отверстии 25c в заглушке 25b и находится в поверхностном контакте с плюсовым выводом, то есть контактом 283а второй корпусной части 20.
Как показано на фиг.12, во втором и третьем отверстиях 16b, 16c из сквозных отверстий в пластине 16 находятся второй и третий штырьки 17b, 17c, которые выступают из пластины 16 в направлении, противоположном направлению штифта 17a, и в полость 13. Каждый из второго и третьего штырьков 17b, 17c является электропроводящим и может выполняться из металла или металлического сплава, такого как медь или нержавеющая сталь или тому подобное. В данном документе второй штырек 17b упоминается как "первый электропроводящий контакт", а третий штырек 17c упоминается как "второй электропроводящий контакт". Кроме того, в данном документе первый штырек 17a упоминается как "третий электропроводящий контакт", контакт 283a второй корпусной части 20 упоминается как "четвертый электропроводящий контакт", первая винтовая резьба 15а первого соединителя 15 упоминается как "пятый электропроводящий контакт", а вторая винтовая резьба 25а второго соединителя 25 упоминается как "шестой электропроводящий контакт". Первый и второй электропроводящие контакты 17b, 17c предназначены для подачи электрической энергии в картридж 40, когда интерфейс взаимодействует с картриджем 40 (то есть когда картридж 40 полностью находится в полости 13), и первый соединитель 15 полностью вошел в зацепление со вторым соединителем 25.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения второй электропроводящий контакт 17c электрически соединен с пятым электропроводящим контактом 15a через контроллер 50, расположенный в первой корпусной части 10. Кроме того, в данном варианте осуществления первый электропроводящий контакт 17b электрически соединен с третьим электропроводящим контактом 17a через контроллер 50. В данном варианте осуществления контроллер 50 представляет собой интегральную схему. В других вариантах осуществления контроллер 50 может иметь другой вид. Контроллер 50 предназначен для управления подачей электрической энергии на нагревательный элемент 410 в картридже 40, когда картридж 40 полностью вставлен в полость 13, как это более подробно описано ниже. Когда первый соединитель 15 полностью входит в зацепление со вторым соединителем 25, третий электропроводящий контакт 17а находится в поверхностном контакте с четвертым электропроводящим контактом 283а, а пятый электропроводящий контакт 15а находится в поверхностном контакте с шестым электропроводящим контактом 25a. То есть первая корпусная часть 10 соединена со второй корпусной частью 20 с помощью третьего и пятого электропроводящих контактов 17а, 15а, находящихся в поверхностном контакте с четвертым и шестым электропроводящими контактами 283а, 25а соответственно.
Соответственно, когда первый соединитель 15 полностью входит в зацепление со вторым соединителем 25, плюсовой вывод 24a источника 24 электроэнергии электрически соединяется с контроллером 50 через регулятор 26b напряжения, а минусовой вывод 24b источника 24 электроэнергии электрически соединяется с контроллером 50 посредством электропроводящего пути, который минует регулятор 26b напряжения. Поскольку каждая из первой и второй винтовых резьб 15а, 25а является частью корпуса устройства 1, электропроводящий путь включает в себя часть корпуса.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 50 расположен в первой корпусной части 10 и, в частности, радиально снаружи полости 13 и между первым и вторым продольными концами 11, 12 первой корпусной части 10. Контроллер 50 работает в данном варианте осуществления при нажатии пользователем на выключатель 18. Выключатель 18 расположен снаружи первой корпусной части 10 радиально над контроллером 50 и полостью 13 и имеет форму кнопки. В других вариантах осуществления изобретения может предусматриваться другая форма выключателя 18, такая как тумблер, диск или тому подобное. В данном варианте осуществления изобретения контроллер 50 изолирован от каждого из впускных отверстий 60 пластиной 16 и участком первой корпусной части 10, которая ограничивает полость 13. В других вариантах осуществления настоящего изобретения от впускных отверстий 60 могут быть изолированы дополнительные или альтернативные электрические компоненты, расположенные в первой корпусной части 10. Это помогает предотвратить попадание в расположенные в первой корпусной части 10 первые электрические компоненты пыли или других посторонних веществ, которые могут быть втянуты в устройство 1 через впускное отверстие(я) 60 во время работы устройства 1, что может отрицательно повлиять на работу первых электрических компонентов. Однако в других вариантах осуществления контроллер 50 и/или другие электрические компоненты, расположенные в первой корпусной части 10, могут соединяться по текучей среде с одним или несколькими впускными отверстиями 60.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 50 может располагаться на пластине 16 первой корпусной части 10 или во второй корпусной части 20. Контроллер 50 может располагаться на печатной плате или на другой структуре. В вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых контроллер 50 находится во второй корпусной части 20, один из плюсового и минусового выводов 24a, 24b источника 24 электроэнергии может электрически соединяться с контроллером 50 через регулятор 26b напряжения, а другой из плюсового и минусового выводов 24а, 24b источника 24 электроэнергии может электрически соединяться с контроллером 50 посредством электропроводящего пути, который минует регулятор 26b напряжения.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения первый, третий и четвертый электропроводящие контакты 17b, 17a, 283a электрически соединены с плюсовым выводом 24a источника 24 электрической энергии, а второй, пятый и шестой электропроводящие контакты 17c 15a, 25a электрически соединены с минусовым выводом 24b источника 24 электроэнергии, когда первый соединитель 15 находится в зацеплении со вторым соединителем 25. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения полярности выводов 24a, 24b батареи 24 могут быть обратными.
Обеспечивая, что один из плюсового и минусового выводов 24a, 24b источника 24 электроэнергии электрически соединен с контроллером 50 через регулятор 26b напряжения, в то время как другой из плюсового и минусового выводов 24a, 24b источника 24 электроэнергии электрически соединен с контроллером 50 с помощью электропроводящего пути, минующего регулятор 26b напряжения, можно упростить изготовление устройства 1. Может потребоваться меньшее количество соединений с регулятором 26b напряжения, и электропроводящий путь может быть обеспечен независимо от местоположения регулятора 26b напряжения в устройстве 1. Это также дает разработчику устройства 1 большую свободу при проектировании устройства 1.
Мундштук 30 данного варианта выполнения устройства 1 более подробно описан ниже, в частности, со ссылкой на фиг. 3 и 4. Мундштук 30, как правило, трубчатой и удлиненной формы и имеет первый и второй противоположные продольные концы 31, 32. Первый продольный конец 31 мундштука 30 представляет собой первый продольный конец устройства 1, тогда как первый продольный конец 21 второй корпусной части 20 представляет собой второй продольный конец устройства 1. Второй продольный конец 32 мундштука 30 содержит соединитель 33, который выполнен с возможностью зацепления со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10 на втором продольном конце 12 первой корпусной части 10.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения соединитель 33 мундштука 30 входит в зацепление со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10, чтобы соединить мундштук 30 с первой корпусной частью 10. В других вариантах осуществления настоящего изобретения мундштук 30 и первая корпусная часть 10 могут быть соединены постоянно, например, через шарнир или гибкий элемент, так что зацепление соединителя 33 мундштука 30 со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10 будет не таким, чтобы соединять мундштук 30 с первой корпусной частью 10 как таковой. В данном варианте осуществления соединитель 33 мундштука 30 входит в зацепление со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10 с возможностью последующего удаления, чтобы разъемно соединять мундштук 30 с первой корпусной частью 10. В других вариантах осуществления настоящего изобретения соединитель 33 мундштука 30 не может быть отсоединен от второго соединителя 19 первой корпусной части 10, будучи однажды соединенным с ним. В таких других вариантах осуществления мундштук 30 может стать постоянно соединенным с первой корпусной частью 10 вводе соединителя 33 мундштука 30 в зацепление со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения соединитель 33 мундштука 30 и второй соединитель 19 первой корпусной части 10 соответственно содержат два выступа и два соответствующих отверстия или выемки. Выступы и выемки вместе образуют защелкивающееся соединение для соединения мундштука 30 с первой корпусной частью 10. В других вариантах осуществления настоящего изобретения соединитель 33 мундштука 30 и второго соединителя 19 первой корпусной части 10 могут иметь другие формы взаимодействующих структур, такие как взаимодействующие резьбовые соединения, байонетное соединение, вилка и розетка или т.п.
Мундштук 30 имеет впускное отверстие 34 на втором своем продольном конце 32, выпускное отверстие 35 на первом своем продольном конце 31 и канал 36, соединяющий по текучей среде впускное отверстие 34 с выпускным отверстием 35. В данном варианте осуществления настоящего изобретения канал 36 проходит по существу линейно вдоль продольной оси мундштука 30. В других вариантах осуществления канал 36 может проходить в другом месте мундштука 30 или может иметь по существу не только линейную форму. Мундштук 30 также содержит уплотнение 37, окружающее входное отверстие 34. В данном варианте осуществления изобретения уплотнение 37 ограничивает входное отверстие 34, но в других вариантах впускное отверстие 34 может быть ограничено другим элементом, а уплотнение 37 может окружать другой элемент. В данном варианте осуществления уплотнение 37 является гибким и упругим, но в других вариантах осуществления уплотнение 37 может быть твердым, жестким или негибким. Кроме того, в данном варианте осуществления настоящего изобретения уплотнение 37 представляет собой уплотнительное кольцо, которое крепится к остальной части мундштука 30, но в других вариантах осуществления уплотнение 37 может иметь другую форму и может даже не быть круглым. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения уплотнение 37 может быть отлито за одно целое с остальной частью мундштука 30. В некоторых таких вариантах осуществления уплотнение 37 может быть упругим, в то время как другие части мундштука 30 являются менее упругими или негибкими.
В некоторых вариантах осуществления мундштук 30 может содержать или быть пропитан ароматизатором. Ароматизатор может располагаться таким образом, чтобы его захватывал горячий аэрозоль по мере прохождения аэрозоля через канал 36 мундштука 30 при его использовании.
Мундштук 30 расположен по отношению к первой корпусной части 10 таким образом, чтобы закрывать отверстие 14 в полость 13. В частности, в данном варианте осуществления настоящего изобретения мундштук 30 располагается относительно первой корпусной части 10 таким образом, чтобы покрывать отверстие 14 с выходным отверстием 35 на внешней стороне устройства 1 и с уплотнением 37, обращенным к полости 13. Когда мундштук 30 расположен таким образом относительно первой корпусной части 10, уплотнение 37 предназначено для контактирования с картриджем 40, когда картридж 40 находится в полости 13, чтобы герметизировать выпускное отверстие 31 мундштука 30 относительно картриджа 40 при использовании. В данном варианте осуществления изобретения, когда мундштук 30 расположен таким образом относительно первой корпусной части 10 и когда картридж 40 находится в полости 13, уплотнение 37 зажимается между каналом 36 и картриджем 40. При этом картридж 40 вдавливается в полость 13, что в свою очередь помогает гарантировать, что седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47а, 47b (рассматриваемые ниже) картриджа 40 находятся в поверхностном контакте с первым и вторым электропроводящими контактами 17b, 17с, соответственно.
Картридж 40 данного варианта выполнения устройства 1 более подробно описан ниже со ссылкой на фиг. 14, 15 и 17. В данном варианте осуществления настоящего изобретения картридж 40 имеет корпус 43, ограничивающий полость 44. Нагревательное устройство 400 расположено внутри полости 44. В других вариантах осуществления корпус 43 может отсутствовать или иметь другую форму по сравнению с показанной формой. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревательное устройство может содержаться в устройстве, которое не имеет картриджа. Как будет более подробно описано ниже, в данном варианте осуществления нагревательное устройство 400 содержит нагревательный элемент 410 с курительным материалом 420, расположенным на нагревательном элементе 410. Нагревательный элемент 410 предназначен для нагрева курительного материала 420 и представляет собой носитель, на котором расположен курительный материал 420. Нагревательное устройство 400 предназначено для нагрева курительного материала 420 с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 для создания испаренного материала. Как правило, такое испарение приводит к образованию аэрозоля. Аэрозоль вдыхается пользователем устройства 1 через канал 36 мундштука 30. Работа устройства 1 более подробно описана ниже.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения корпус 43 содержит первую и вторую корпусные части 43a, 43b, которые взаимодействуют, чтобы ограничивать полость 44. Нагревательное устройство 400 продолжается от первой корпусной части 43a внутрь полости 44 и в направлении второй корпусной части 43b и через нее. Первая и вторая корпусные части 43a, 43b ограничены первым и вторым продольными концами 41, 42 картриджа 40 соответственно. В других вариантах осуществления первый и второй продольные концы 41, 42 картриджа 40 могут ограничиваться одной корпусной частью, то есть одним компонентом. В данном варианте осуществления настоящего изобретения первая корпусная часть 43a не является унитарной со второй корпусной частью 43b и крепится ко второй корпусной части 43b. В данном варианте осуществления такое крепление осуществляется посредством защелкивающегося соединения между первой и второй корпусными частями 43a, 43b, но в других вариантах осуществления изобретения крепление может осуществляться с помощью других механизмов. В данном варианте осуществления изобретения весь корпус 43 выполнен из непористого материала. Соответственно, воздух не может проходить через материал самого корпуса 43. Однако когда первая и вторая корпусные части 43а, 43b соединены таким образом, первая и вторая корпусные части 43а, 43b совместно формируют канал 45 для воздушного потока в виде отверстия 45 между первой и второй корпусными частями 43а, 43b. Канал 45 для воздушного потока продолжается через корпус 43 и предназначен для впуска воздуха в полость 44 картриджа 40 снаружи корпуса 43.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения канал 45 для воздушного потока может быть выполнен по-другому, например, в виде отверстия, проходящего через компонент корпуса 43. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 43 может состоять из большего или меньшего количества корпусных частей, образующих полость 44 и/или определяющих канал 45 для воздушного потока. В вариантах, отличных от тех, что показаны на чертежах, часть корпуса или весь корпус 43 может выполняться из пористого материала для впуска воздуха в полость 44 картриджа 40 извне корпуса 43. То есть воздух может проходить через материал самого корпуса 43 без необходимости иметь сквозное отверстие через корпус или зазор между первой и второй корпусными частями 43a, 43b. Соответственно, сам пористый материал обеспечивает один или несколько каналов для воздушного потока, проходящих через корпус 43, для впуска воздуха в полость 44 картриджа 40 извне корпуса 43. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая часть корпуса 43 может выполняться из пористого материала для впуска воздуха в полость 44 извне корпуса 43, а вторая часть корпуса 43 может выполняться из непористого материала. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения первая часть и/или вторая часть корпуса 43 могут иметь одно или несколько отверстий, проходящих через них, для дополнительного впуска воздуха в полость 44 извне корпуса 43. В данном варианте осуществления настоящего изобретения, поскольку весь корпус 43 выполнен из непористого материала, аэрозоль или испаряемый материал, генерируемый внутри корпуса 43, не может проходить через материал самого корпуса 43. Однако корпус 43 имеет множество каналов прохождения потока испаренного материала через него, чтобы позволить испаренному материалу пройти из полости 44 наружу корпуса 43. В данном варианте осуществления изобретения каналы прохождения потока испаренного материала представляют собой несколько отверстий 46, проходящих через корпус. В данном варианте осуществления изобретения отверстия 46 проходят через вторую корпусную часть 43b. Как показано на фиг. 2 и 16, в данном варианте осуществления настоящего изобретения, когда мундштук 30 расположен относительно первой корпусной части 10 таким образом, чтобы закрывать отверстие 14, уплотнение 37 окружает отверстия 46 на внешней стороне корпуса 43, причем отверстия 46 соединяются по текучей среде с каналом 36 через впускное отверстие 34 мундштука 30. В данном варианте осуществления отверстия 46 располагаются на втором продольном конце 42 картриджа 40. Второй продольный конец 42 в собранном устройстве 1 находится ближе к мундштуку 30, чем первый продольный конец 41 картриджа 40. В некоторых вариантах осуществления корпус 43 может иметь только один канал для прохождения через него потока испаренного материала, чтобы позволить испаренному материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может быть предусмотрено только одно отверстие вместо нескольких отверстий 46.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, отличных от тех, которые показаны на чертежах, часть или весь корпус 43 может выполняться из пористого материала, позволяющего аэрозолю или испаряемому материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. То есть аэрозоль или испаренный материал может проходить через материал самого корпуса 43 без необходимости иметь одно или несколько отверстий через материал. Соответственно, сам пористый материал обеспечивает один или несколько каналов через корпус 43 для прохождения потока испаренного материала, чтобы позволить испаренному материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. В некоторых вариантах осуществления изобретения первая часть корпуса 43 выполнена из непористого материала, а вторая часть корпуса 43 выполнена из пористого материала, позволяющего испаренному материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. Вторая часть корпуса 43 может содержать пластину, отлитую, например, за одно целое с первой частью корпуса 43. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения первая и/или вторая части корпуса 43 могут иметь одно или несколько сквозных отверстий 46, чтобы дополнительно позволить испаренному материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения входная часть корпуса 43 может выполняться из пористого материала для впуска воздуха в полость 44 картриджа 40 извне корпуса 43, а выходная часть корпуса 43 может выполняться из пористого материала, чтобы позволять испаренному материалу проходить из полости 44 наружу корпуса 43. Впускная и выпускная части могут иметь одинаковую или разные степени пористости или коэффициенты пустот.
Где это допустимо, пористый материал корпуса 43 может представлять собой, например, полиэтилен или нейлон. Различные марки полиэтилена предлагают различные уровни пористости. Использование полиэтилена для получения подходящего корпуса или корпусной части, чтобы позволить аэрозолю или испаренному материалу проходить из полости 44 на внешнюю поверхность корпуса 43 очевидно для специалиста в данной области техники при рассмотрении данного изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения часть картриджа, такая как корпус, может содержать или пропитываться ароматизатором. Ароматизатор может рассеиваться таким образом, чтобы он захватывался горячим аэрозолем, генерируемым в полости 44 при использовании.
В данном варианте осуществления изобретения, как это показано на фиг. 17, нагревательный элемент 410 представляет собой слоистую или многослойную структуру, содержащую три слоя. Упомянутые три слоя представляют собой первый слой 411 материала, слой 412 электропроводящего материала и второй слой 413 материала. Слой 412 электропроводящего материала расположен между первым и вторым слоями 411, 413 материала и находится в контакте с ними. Первый слой 411 материала представляет собой первый опорный слой 411, а второй слой 413 материала представляет собой второй опорный слой 413. Однако в других вариантах осуществления настоящего изобретения слоистая или многослойная структура может содержать большее или меньшее количество слоев. В некоторых вариантах осуществления изобретения, таких как данный вариант осуществления, нагревательный элемент 410 содержит первый опорный слой 411 и слой 412 электропроводящего материала на поверхности первого опорного слоя 411, образующие одну или несколько электропроводящих дорожек. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревательный элемент 410 может не содержать слоистую или многослойную структуру. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения один или оба из первого и второго опорных слоев 411, 413 могут отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления между слоем 412 электропроводящего материала и первым опорным слоем 411 и/или между слоем 412 электропроводящего материала и вторым опорным слоем 413 могут быть предусмотрены один или несколько дополнительных слоев.
Упомянутый слой 412 электропроводного материала удерживается относительно каждого из первого и второго опорных слоев 411, 413. Это может быть достигнуто несколькими способами. Например, как в данном варианте осуществления материал первого и второго опорных слоев 411, 413 может охватывать или окружать слой 412 электропроводящего материала, чтобы удерживать упомянутый слой 412 электропроводящего материала относительно каждого из первого и второго опорных слоев 411, 413. Альтернативно или дополнительно некоторая часть (части) материала первого и второго опорных слоев 411, 413 может располагаться в отверстиях, выполненных в слое 412 электропроводящего материала, чтобы фиксировать первый и второй опорные слои 411, 413 на слое 412 электропроводящего материала. Альтернативно или дополнительно, в зависимости от используемых материалов, материал первого и второго опорных слоев 411, 413 может естественным образом связываться с материалом слоя 412 электропроводящего материала, чтобы фиксировать первый и второй опорные слои 411, 413 на слое 412 электропроводящего материала. Альтернативно или дополнительно первый и второй опорные слои 411, 413 могут связываться со слоем 412 электропроводящего материала с помощью клея. При использовании такой клей может образовывать дополнительные различимые клеевые слои между слоем 412 электропроводящего материала и первым и вторым опорными слоями 411, 413 соответственно.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения материал первого опорного слоя 411 представляет собой тот же материал, что и материал второго опорного слоя 413. Это может облегчить изготовление слоистой или многослойной структуры. Во время изготовления слой 412 электропроводящего материала может быть погружен в материал первого и второго опорных слоев 411, 413, находящийся в жидком состоянии, чтобы покрыть часть или весь слой 412 электропроводящего материала. Затем материалу первого и второго опорных слоев 411, 413 может быть дана возможность высохнуть или затвердеть, тем самым удержать нанесенные первый и второй опорные слои 411, 413 на слое 412 электропроводящего материала.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения слой 412 электропроводящего материала представляет собой слой 412 нержавеющей стали. Однако в других вариантах осуществления электропроводящий материал может представлять собой другой металлический сплав или металл или тому подобное. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения электропроводящий материал представляет собой или содержит один или несколько материалов: сталь, нержавеющую сталь, медь и нихром. В данном варианте осуществления электропроводящий материал имеет вид фольги, так что слой 412 электропроводящего материала представляет собой слой 412 фольги. В вариантах осуществления, в которых электропроводящий материал отличается от нержавеющей стали, слой 412 электропроводящего материала, тем не менее, может быть слоем 412 фольги.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения электропроводящий материал протравливается таким образом, чтобы он был структурирован для обеспечения электропроводящих дорожек и увеличения площади поверхности электропроводящего материала. Например, структурирование может привести к тому, что поверхность электропроводящего материала будет шероховатой или ребристой или рифленой или фактурной и т.д. В других вариантах осуществления изобретения электропроводящий материал может быть напечатан таким образом, чтобы он был структурирован или может быть структурирован каким-либо другим способом. В других вариантах осуществления электропроводящий материал может быть не структурирован. Например, в некоторых таких вариантах осуществления слой 412 электропроводящего материала может представлять собой простую прямоугольную полоску из электропроводящего материала.
Электропроводящий материал нагревательного элемента 410 нагревают путем пропускания через него электрического тока. Благодаря соответствующему структурированию электропроводящего материала площадь поверхности электропроводящего материала увеличивается, чтобы обеспечить большую площадь для передачи тепла курительному материалу 420, расположенного на нагревательном элементе 410. Первый и второй опорные слои 411, 413 могут быть настолько тонкими, что они не полностью заполняют полученную шероховатую или узорчатую поверхность электропроводящего материала. Курительный материал 420 может, например, заполнять полученную шероховатую или структурированную поверхность нагревательного элемента 410 таким образом, что курительный материал 420 имеет более высокое отношение площади поверхности к объему. В некоторых вариантах осуществления изобретения структурирование электропроводящего материала также может определять площадь поперечного сечения и длину пути прохождения электрического тока в электропроводящем материале, так что нагревание нагревательного элемента 410 может быть достигнуто путем пропускания через электропроводящий материал электрического тока заданной силы. Кроме того, путем соответствующего структурирования электропроводящего материала ему может быть придана такая форма, что электропроводящий материал удерживается на участках нагревательного элемента 410, которые должны быть в центре нагрева. Соответственно, в зависимости от выполненного структурирования может быть обеспечена однородность нагрева используемого курительного материала 420.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения каждый из первого и второго опорных слоев 411, 413 выполнен из материала, устойчивого к нагреву. В данном варианте осуществления каждый из первого и второго опорных слоев 411, 413 является электрическим изолятором. В частности, каждый из этих слоев устойчив к нагреву по меньшей мере в ожидаемом диапазоне температур работы нагревательного элемента 410, например, от 180 до 220 градусов Цельсия. Полиимид является примером материала, который устойчив к нагреву по меньшей мере в упомянутом диапазоне температур. В данном варианте осуществления изобретения каждый из первого и второго опорных слоев 411, 413 представляет собой слой полиимида. Как рассмотрено в другом месте настоящего документа, контроллер 50 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения настроен таким образом, что нагревательный элемент 410 нагревается до температуры в упомянутом диапазоне. Соответственно, полиимид способен выдерживать нагрев электропроводящего материала во время использования устройства. В других вариантах осуществления изобретения материал первого опорного слоя 411 может быть иным, чем полиимид, и/или материал второго опорного слоя 413 может отличаться от полиимида. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый и второй опорные слои 411, 413 представляют собой слои соответствующих отличающихся материалов. Однако в зависимости от того, какой материал или материалы используется(ются) для первого и второго опорных слоев 411, 413, предпочтительно, чтобы материал (материалы) был устойчивым к нагреву по меньшей мере в вышеупомянутом диапазоне температур. В данном варианте осуществления каждый из первого и второго опорных слоев 411, 413 представляет собой слой, непроницаемый для влаги, чтобы предотвратить контакт присутствующей в курительном материале 420 влаги со слоем 412 электропроводящего материала.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент 410 является плоским или по меньшей мере по существу плоским. Плоский нагревательный элемент 410 более прост в изготовлении. Однако в других вариантах осуществления изобретения нагревательный элемент 410 может быть неплоским. Например, в некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент 410 может быть изогнутым или гофрированным, или волнистым, или иметь крестообразное сечение, или тому подобное. Также предусматривается по существу цилиндрическая форма нагревательного элемента. Неплоский нагревательный элемент 410 может иметь внешнюю поверхность, которая лучше подходит для удержания на нем курительного материала 420. Например, когда используется гофрированный или подобный этому нагревательный элемент 410, курительный материал 420 может более легко сцепляться или связываться с желобками на внешней поверхности нагревательного элемента 410, формируемыми гофрами. Кроме того, неплоский нагревательный элемент 410 обеспечивает большую площадь поверхности для передачи тепла курительному материалу 420. Вследствие этого он может нести больше курительного материал 420 в слое данной толщины. Курительные материалы, такие как табак, часто являются плохими проводниками тепла, и поэтому желательно наносить курительный материал 420 относительно тонким слоем для снижения потребления электроэнергии или для увеличения скорости нагрева курительного материала 420.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения курительный материал 420 представляет собой табак и расположен на нагревательном элементе 410 двумя частями 421, 422, как показано, например, на фиг. 15 и 17. В данном варианте курительный материал 420 находится в твердом состоянии и содержит частицы курительного материала. Первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 соединены клеем с нагревательным элементом 410, как это более подробно описано в настоящем документе. В частности, первая часть 421 курительного материала 420 соединена с первым опорным слоем 411, так что первый опорный слой 411 находится между слоем 412 электропроводящего материала и первой частью 421 курительного материала 420. Вторая часть 422 курительного материала 420 связана со вторым опорным слоем 413, так что второй опорный слой 413 располагается между слоем 412 электропроводящего материала и вторым частью 422 курительного материала 420. Соответственно, первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 расположены на первой и второй частях нагревательного элемента 410, а именно на соответствующих поверхностях первого и второго опорных слоев 411, 413. В данном варианте осуществления изобретения соответствующие поверхности представляют собой первую и вторую стороны нагревательного элемента 410. Кроме того, в данном варианте осуществления первая и вторая стороны представляют собой соответствующие противоположные стороны нагревательного элемента 410. В других вариантах осуществления изобретения первая и вторая стороны могут не быть противоположными сторонами нагревательного элемента 410, такого как смежные стороны нагревательного элемента 410.
Как показано на фиг. 17, в данном варианте осуществления настоящего изобретения клей образует дополнительные различимые клеевые слои 310, 320 между нагревательным элементом 410 и первой и второй частями 421, 422 курительного материала 420 соответственно. Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал 420 может быть смешан с клеем, так что первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 содержат клей, и не имеют различимых клеевых слоев. В некоторых вариантах осуществления клей может отсутствовать, а курительный материал 420 может соединяться с нагревательным элементом 410 или крепиться к нагревательному элементу 410 каким-либо другим способом.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая часть 421 курительного материала 420 имеет форму, позволяющуюся ему нагреваться нагревательным элементом 410 быстрее, чем вторая часть 422 курительного материала 420. В частности, в данном варианте осуществления изобретения, например, первая часть 421 курительного материала 420 расположена на нагревательном элементе 410, имея первую толщину, а вторая часть 422 курительного материала 420 расположена на нагревательном элементе 410, имея вторую толщину. Таким образом, первая часть 421 курительного материала 420 имеет первую толщину, а вторая часть 422 курительного материала 420 имеет вторую толщину. Вторая толщина больше первой толщины. В этом контексте "толщина" означает глубину соответствующей части 421, 422 курительного материала 420, измеряемую от поверхности нагревательного элемента 410, на которой расположен курительный материал 420, в направлении, перпендикулярном этой поверхности.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 могут располагаться на первой и второй частях нагревательного элемента 410, которые являются первой и второй частями одной стороны нагревательного элемента 410. То есть первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 могут находиться на одной стороне нагревательного элемента 410.
Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 18, курительный материал 420 расположен так, что первая часть 421 курительного материала 420 на первой стороне 410а нагревательного элемента 410 имеет первую толщину, а вторая часть 422 курительного материала 420 на первой стороне 410а нагревательного элемента 410 имеет вторую толщину. Вторая толщина больше первой толщины. Аналогичное расположение курительного материала 420 предусмотрено на второй стороне 410b нагревательного элемента 410, противоположной первой стороне 410а.
Как показано на фиг. 18, толщина курительного материала 420 на первой стороне 410а нагревательного элемента 410 конусно увеличивается от первой части 421 курительного материала 420 ко второй части 422 курительного материала 420. В данном варианте осуществления конус является линейным или по существу линейным. В других вариантах осуществления конусность может быть нелинейной; например, наружная поверхность курительного материала 420 может быть вогнутой или выпуклой. В других вариантах осуществления курительный материал 420 может располагаться на первой стороне 410а нагревательного элемента 410, имея толщину, которая ступенчато увеличивается от первой части 421 курительного материала 420 ко второй части 422 курительного материала 420. В одном из таких вариантов осуществления настоящего изобретения, как это показано на фиг. 19, имеется только одна ступень толщины курительного материала 420, расположенного на первой стороне 410а нагревательного элемента 410. Единственная ступень находится в точке, где первая часть 421 курительного материала 420 переходит во вторую часть 422 курительного материала 420. В другом таком варианте осуществления, как показано на фиг. 20, имеется несколько ступеней толщины курительного материала 420 между первой и второй частями 421, 422 курительного материала 420, расположенного на первой стороне 410а нагревательного элемента 410. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 20, первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 находятся на соответствующих противоположных концах курительного материала 420. Однако в других вариантах осуществления это может быть не так.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения курительный материал 420 может располагаться только на одной стороне нагревательного элемента 410. Например, в соответствующих альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения, в отличие от показанных на фиг. 18-20 вариантов, курительный материал 420 на первой стороне 410а или второй стороне 410b нагревательного элемента 410 может отсутствовать.
Размещая на нагревательном элементе 410 различные части курительного материала 420, имеющие различную толщину, можно обеспечить непрерывный нагрев курительного материала 420 и, следовательно, непрерывную генерация аэрозоля. В частности, при использовании требуется лишь относительно небольшая степень нагрева нагревательного элемента 410, чтобы заставить первую, более тонкую часть 421 курительного материала 420 нагреваться, тем самым инициируя испарение по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 из первой части 421 курительного материала 420 и образования аэрозоля в первой части 421 курительного материала 420. Когда нагревательный элемент 410 разогревается сильнее, второй, более толстый участок 422 курительного материала 420 становится достаточно нагретым, чтобы начать испарение по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 из второй части 422 курительного материала 420 и образования аэрозоля во второй части 422 курительного материала 420. Аэрозоль выходит из соответствующих наружных поверхностей первой и второй частей 421, 422 курительного материала 420. Соответственно, аэрозоль может быть сгенерирован относительно быстро для вдыхания пользователем, а нагревательное устройство 400 выполнено с возможностью продолжения генерации аэрозоля после этого для последующего вдыхания пользователем даже после того, как первая, более тонкая часть 421 курительного материала 420 может прекратить генерацию аэрозоля. Первая часть 421 курительного материала 420 может прекратить генерацию аэрозоля, когда в ней исчерпаны летучие компоненты курительного материала 420.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно или альтернативно изменению толщины курительного материала 420 в любом из вышеописанных вариантов осуществления первая и вторая части 421, 422 курительного материала 420 могут иметь разные средние размеры частиц. То есть первая часть 421 курительного материала 420 может содержать частицы курительного материала 420, имеющие первый средний размер частиц, а вторая часть 422 курительного материала 420 может содержать частицы курительного материала 420, имеющие второй средний частицу размер. Второй средний размер частиц больше, чем первый средний размер частиц. Как правило, частицы курительного материала 420, имеющие меньший средний размер частиц, нагреваются данным источником тепла быстрее, чем частицы курительного материала 420, имеющие больший средний размер частиц. Имея различные части курительного материала 420 с различными средними размерами частиц, можно по существу достичь непрерывного нагрева курительного материала 420 и, тем самым, непрерывной генерации аэрозоля, как это описано выше.
2
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может предусматриваться курительный материал 420 со средним размером частиц от 0,6 до 0,9 мм или от 0,7 до 0,8 мм. Средний размер частиц может, однако, варьироваться в зависимости от курительного материала. В некоторых вариантах осуществления курительный материал получают путем просеивания через сетку (или сито), так что большинство или практически весь курительный материал имеет размер частиц в вышеупомянутых диапазонах. В некоторых вариантах осуществления изобретения площадь нагревателя в 6 см, покрытая таким твердым курительным материалом 420, может обеспечить приемлемый потребительский опыт, длящийся номинально три минуты. Такой размер площади, при необходимости, конечно, может быть скорректирован для более длительного или более короткого потребительского опыта. В некоторых вариантах осуществления курительный материал 420 может иметь вид геля. Упомянутый гель может содержать или не содержать частицы курительного материала.
Хотя в каждом из вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения курительный материал 420 содержит первую часть 421, имеющую форму, которая может быть нагрета нагревательным элементом 410 быстрее, чем вторая часть 422 курительного материала 420, в других вариантах осуществления этот отличительный признак может отсутствовать.
Клей, используемый для связывания курительного материала 420 с нагревательным элементом, представляет собой полисахарид, такой как целлюлоза, производное целлюлозы, альгиновая кислота или соль альгиновой кислоты, соответственно альгинат натрия, калия или кальция. В одном из вариантов осуществления клей содержит производное целлюлозы, соответственно гидроксипропилметилцеллюлозу (НРМС). В других вариантах осуществления клей, используемый для связывания курительного материала 420 с нагревательным элементом 410, представляет собой альгиновую кислоту или соль альгиновой кислоты, соответственно альгинат натрия, калия или кальция. Полисахариды, подобные упомянутым, демонстрируют хорошие свойства смачиваемости, которые помогают связывать курительный материал 420 с нагревательным элементом 410. Это, в частности, важно, когда клей связывает курительный материал 420 с гидрофобной поверхностью, такой как полиимидная гидрофобная поверхность. Также желательно, чтобы клей был пригодным для употребления в пищу и, возможно, материалом пищевых кондиций.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения различимые клеевые слои 310, 320 между нагревательным элементом 410 и курительным материалом 420 содержат полисахарид. Клеевые слои 310, 320 расположены и, по существу, полностью покрывают опорные слои 411, 413. Клей может покрывать нагревательный элемент 410 по меньшей мере частично. В других вариантах осуществления изобретения клей может наноситься непосредственно на электропроводящий материал 12. В каждом случае клей и курительный материал 420 наносят на самый внешний слой нагревательного элемента 410.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения различимые клеевые слои 310, 320 расположены на опорных слоях 411, 413, которые сами окружают электропроводящий материал 412. Части 421, 422 курительного материала представляют собой слои, расположенные поверх клеевых слоев 310, 320. В других вариантах осуществления изобретения отдельные клеевые слои и слои курительного материала 420 могут быть не различимы. Слой, содержащий клей и курительный материал, может располагаться на опорных слоях 411, 413. Курительный материал 420 может по меньшей мере частично или полностью рассеиваться внутри клея.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения картридж 40 содержит массу теплоизоляционного материала между нагревательным устройством 400 и корпусом 43. Под "массой теплоизоляционного материала" подразумевается, что теплоизоляционный материал является не газом или не только газом.
Например, в варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг. 21, картридж 40 является таким же, как картридж 40, показанный на фиг. 15, за исключением того, что картридж на фиг. 21 содержит массу теплоизоляционного материала 430 между нагревательным устройством 400 и корпусом 43. В данном варианте осуществления изобретения теплоизоляционный материал 430 окружает нагревательное устройство 400, заполняет пространство между нагревательным устройством 400 и корпусом 43 и находится в контакте с корпусом 43 и курительным материалом 420 нагревательного устройства 400. В других вариантах осуществления изобретения теплоизоляционный материал 430 может окружать нагревательное устройство 400 не полностью. В некоторых вариантах осуществления теплоизоляционный материал 430 может находиться в контакте либо только с корпусом 43, либо только с нагревательным устройством 400 и может не заполнять пространство между ними.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 21, теплоизоляционный материал 430 представляет собой вату. Однако в других вариантах осуществления настоящего изобретения теплоизоляционный материал 430 может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из ваты, флиса, нетканого материала, нетканого флиса, тканого материала, трикотажного материала, нейлона, пены, пены с замкнутыми ячейками, полистирола, пенополистирола с замкнутыми ячейками, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смесь полиэфира и полипропилена. Также могут быть использованы другие типы теплоизоляционных материалов.
2
2
2
В показанном на фиг. 21картридже 40 теплоизоляционный материал 430 имеет плотность приблизительно 100 г на квадратный метр (г/м) и толщину около 1,2 миллиметров. В других вариантах осуществления изобретения либо толщина, либо плотность, либо и толщина и плотность теплоизоляционного материала 430 могут отличаться от приведенных значений. Однако, если плотность слишком высокая, теплоизоляционный материал 430 может действовать как фильтр и ослаблять выход аэрозоля из нагревательного устройства 400. С другой стороны, если плотность слишком низкая, теплоизоляционный материал 430 может не обеспечивать эффективную теплоизоляцию. Приемлемая плотность, особенно когда теплоизоляционный материал 430 содержит вату или флис, может составлять от приблизительно 60 до приблизительно 140 г/м или от приблизительно 80 до приблизительно 120 г/м. Когда теплоизоляционный материал 430 содержит материал, отличный от ваты или флиса, плотность теплоизоляционного материала 430 может быть выбрана такой, чтобы иметь аналогичные тепловые свойства с теми, которые достигаются, когда теплоизоляционный материал 430 содержит вату или флис вышеупомянутой плотности. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения масса теплоизоляционного материала 430 является термостойкой по меньшей мере в пределах ожидаемого диапазона температур нагревательного элемента 410, которые будут возникать при его работе, например, от 180 до 220 градусов Цельсия, как это обсуждалось выше, и термостойкость не будет ухудшаться при воздействии таких рабочих температур.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения картридж 40 содержит теплоизоляционный материал в виде слоистой или многослойной структуры, имеющей множество слоев материала. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения наружный слой из слоев материала образует корпус 43 или часть корпуса 43 картриджа 40, а один или несколько других слоев многослойной структуры образуют массу теплоизоляционного материала 430. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус 43 или часть корпуса 43 могут быть выполнены за одно целое с массой теплоизоляционного материала 430.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения теплоизоляционный материал помогает снизить потерю тепла от используемого нагревательного устройства 400. В некоторых вариантах осуществления изобретения теплоизоляционный материал помогает исключить конденсацию испаряемого материала, образующегося в процессе работы в полости 44, на внутренней поверхности корпуса 43. В некоторых вариантах осуществления наличие массы теплоизоляционного материала помогает увеличить площадь поверхности, на которой может образоваться аэрозоль, генерируемый в процессе работы в картридже 40. В некоторых вариантах осуществления изобретения остается свободное пространство между массой теплоизоляционного материала и корпусом 43, что дополнительно способствует увеличению площади поверхности, на которой может образоваться аэрозоль, генерируемый в процессе работы в картридже 40. В некоторых вариантах осуществления такая масса теплоизоляционного материала способствует увеличению количества аэрозоля, образующегося в процессе работы в картридже 40, и таким образом может улучшить потребительский опыт.
Хотя показанный на фиг. 21 картридж 40 представляет собой вариант показанного на фиг. 15 картриджа 40, равно как и соответствующих вариантов его выполнения, показанных на фиг. 18-20, картридж 40 может содержать массу теплоизоляционного материала между нагревательным устройством 400 и корпусом 43. Действительно, в соответствующих вариантах выполнения рассматриваемого здесь картриджа 40, картридж 40 может содержать массу теплоизоляционного материала между нагревательным устройством 400 или нагревательным элементом 410 и корпусом 43.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых нагревательный элемент 410 или курительный материал 420 отсутствует в картридже 40, масса теплоизоляционного материала может находиться в картридже 40 между корпусом 43 и курительным материалом 420 или нагревательным элементом 410 соответственно. В некоторых таких вариантах масса теплоизоляционного материала окружает и/или контактирует с курительным материалом 420 или нагревательным элементом 410 соответственно. В некоторых таких вариантах масса теплоизоляционного материала контактирует с корпусом 43 и/или заполняет пространство между корпусом 43 и курительным материалом 420 или нагревательным элементом 410 соответственно.
В общем случае, нагревательное устройство 400 может быть изготовлено путем размещения слоя 412 электропроводного материала между первым слоем 411 материала и вторым слоем 413 материала для формирования нагревательного элемента 410 и размещения курительного материала 420 на нагревательном элементе 410. В данном варианте осуществления способа курительный материал 420 располагают на нагревательном элементе 410 после того, как слой 412 электропроводящего материала будет расположен между и в контакте с первым и вторым опорными слоями 411, 413.
В данном варианте осуществления способа способ включает в себя структурирование электропроводящего материала, например, путем травления или печати электропроводящего материала, например, для образования слоя 412 электропроводящего материала. В некоторых вариантах осуществления электропроводящий материал располагают на одном из первого и второго опорных слоев 411, 413, затем структурируют, а затем другой из первого и второго опорных слоев 411, 413 используют для размещения слоя 412 электропроводящего материала между первым и вторым опорными слоями 411, 413. В других вариантах осуществления электропроводящий материал структурируют, а затем располагают между первым и вторым опорными слоями 411, 413. В некоторых вариантах осуществления электропроводящий материал может располагаться между первым и вторым опорными слоями 411, 413, а затем осуществляется его структурирование. В других вариантах осуществления способ не предполагает структурирования электропроводящего материала.
При изготовлении нагревательного устройства электропроводящий материал слоя 412 электропроводящего материала представляет собой нержавеющую сталь. Однако в других вариантах осуществления настоящего изобретения электропроводящий материал может представлять собой другой металлический сплав или металл, как это рассматривалось выше.
В данном варианте осуществления способа изготовления каждый из первого и второго слоев 411, 413 материала представляет собой слой полиимида. Однако, как это рассматривалось выше, в других вариантах осуществления способа материал первого опорного слоя 411 может быть иным, чем полиимид, и/или материал второго опорного слоя 413 может отличаться от полиимида. В некоторых вариантах осуществления первый и второй опорные слои 411, 413 представляют собой слои соответствующих отличающихся материалов.
В данном варианте осуществления способа изготовления курительный материал 420 содержит табак, и способ включает в себя связывание курительного материала 420 с нагревательным элементом 410. В частности, как рассматривалось выше, первая часть 421 курительного материала 420 связана с первым опорным слоем 411, а вторая часть 422 курительного материала 420 связана со вторым опорным слоем 413. Как рассматривалось выше, в других вариантах осуществления способа изготовления курительный материал 420 может располагаться на нагревательном элементе 410 по-разному, например, только с одной стороны нагревательного элемента 410. Однако для краткости изложения различные возможные варианты расположения здесь повторно подробно не рассматриваются. В данном варианте осуществления связывание подразумевает склеивание курительного материала 420 с нагревательным элементом 410, как это более подробно описано в настоящем документе. В некоторых других вариантах осуществления клей может отсутствовать, и способ может предусматривать связывание курительного материала 420 с нагревательным элементом 410 каким-либо другим механизмом или расположение курительного материала на нагревательном элементе 410 иным способом.
В данном варианте осуществления способа после размещения электропроводящего материала между опорными слоями 411, 413, нагревательный элемент 410 отжигают при 200°С и обрабатывают его поверхность с использованием кислородной плазмы, в частности, путем обработки коронным разрядом. Обработанный нагревательный элемент затем погружают в водный раствор полисахарида (такого как гидроксипропилметилцеллюлоза или водный раствор, содержащий альгиновую кислоту или ее соль), чтобы покрыть часть или все опорные слои 411, 413. Нагревательный элемент 410 затем извлекают из водного раствора и последовательно погружают в курительный материал, чтобы покрыть часть клея или весь клей. Затем нагревательный элемент 410 извлекают из курительного материала, и клей твердеет или отверждается путем вулканизации, сушки и/или схватывания. В других вариантах осуществления способа отдельные слои клея и курительного материала могут быть добавлены посредством последовательных стадий распыления или другими способами, известными специалисту в данной области техники; например, клей может быть нанесен с помощью покрытия распылением, переводного покрытия, шлицевого метода экструзии, а курительный материал может быть добавлен с помощью покрытия распылением, псевдоожиженного слоя, электростатического покрытия. В данных вариантах осуществления способа слои клея 310, 320 расположены на опорных слоях 411, 413. Части 421, 422 курительного материала 420 приклеены к опорным слоям 411, 413 с помощью клеевых слоев. Части 421, 422 курительного материала 420 расположены, по существу, отдельно от клеевых слоев 310, 320.
Концентрацию раствора водного раствора выбирают такой, чтобы раствор имел соответствующую вязкость, достаточно низкую для легкого нанесения раствора на нагревательный элемент, и достаточно высокую, чтобы можно было удержать раствор на поверхности нагревательного элемента до его затвердевания. Массовая доля полисахарида в водном растворе может составлять от приблизительно 2%, 4% или 5% до приблизительно 7%, 8% или 10% (соответственно 2-10% раствор или 5-7% раствор).
В других вариантах осуществления курительный материал 420 и клей могут находиться не в различимых отдельных слоях. В качестве примера, курительный материал может быть первоначально рассеян в растворе полисахарида. Затем нагревательный элемент 410 может погружаться в эту суспензию или суспензия может наноситься на нагревательный элемент 410 распылением для образования однослойного покрытия на поверхности опорных слоев 411, 413, причем однослойное покрытие содержит как клей, так и курительный материал 420.
Как показано на фиг. 12 в данном варианте осуществления настоящего изобретения картридж 40 содержит два электропроводящих контакта 47a, 47b, которые упоминаются в настоящем документе как "седьмой электропроводящий контакт" 47a и "восьмой электропроводящий контактом" 47b соответственно. Нагревательный элемент 410 электрически соединен с седьмым и восьмым электропроводящими контактами 47а, 47b и нагревается путем пропускания через него электрического тока с помощью седьмого и восьмого электропроводящих контактов 47а, 47b. Седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47a, 47b расположены в соответствующих углублениях, но доступны снаружи картриджа 40. В данном варианте осуществления настоящего изобретения, когда картридж 40 полностью вставлен в полость 13, седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47a, 47b находятся в поверхностном контакте с первым и вторым электропроводящими контактами 17b, 17c соответственно. Соответственно, нагревательный элемент 410 может нагреваться путем приложения электрического напряжения к первому и второму электропроводящим контактам 17b, 17c.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения картридж 40 может быть полностью вставлен в полость 13 только при одной ориентации относительно первой корпусной части 10. В данном варианте осуществления это происходит из-за картриджа 40 и, в частности, из-за корпуса 43, имеющего асимметричную внешнюю форму сечения, которая соответствует асимметричной форме внутреннего сечения полости 13. В других вариантах осуществления картридж 40 может быть вставлен в полость 13 или может взаимодействовать с интерфейсом только при одной ориентации относительно первой корпусной части 10 благодаря одному или нескольким другим механизмам. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус 43 картриджа 40 может иметь вращательную симметрию и, таким образом, иметь симметричную внешнюю форму сечения, но картридж 40 может иметь ключ, выступающий из корпуса 43, и придающий всему картриджу 40 асимметричную внешнюю форму сечения, соответствующую асимметричной внутренней форме сечения полости 13. Обеспечение условия, что картридж 40 может взаимодействовать с интерфейсом только при одной ориентации относительно первой корпусной части 10, помогает обеспечить правильную сборку картриджа 40 с остальной частью устройства 1, при которой седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47а, 47b находятся в поверхностном контакте с первым и вторым электропроводящими контактами 17b, 17с соответственно. Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения картридж может полностью вставляться в полость 13 более чем при одной ориентации относительно первой корпусной части 10.
Как рассматривалось выше, в данном варианте осуществления настоящего изобретения контроллер 50 предназначен для управления подачей электрической энергии на нагревательный элемент 410 от источника 24 электроэнергии, когда интерфейс 13 взаимодействует с картриджем 40. Когда устройство 1 полностью собрано и первый соединитель 15 находится в полном зацеплении со вторым соединителем 25 и с картриджем 40, полностью и правильно вставленным в полость 13, приведение пользователем в действие выключателя 18 побуждает контроллер 50 подавать электрический ток через седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47а, 47b на нагревательный элемент 410. Такое приведение в действие выключателя 18 помогает замкнуть электрическую цепь контроллера 50. Поскольку электрический ток проходит через нагревательный элемент 410, нагревательный элемент 410 нагревается, обеспечивая нагрев курительного материала 420. В данном варианте осуществления изобретения электрическое сопротивление нагревательного элемента 410 изменяется по мере увеличения температуры нагревательного элемента 410. Контроллер 50 контролирует электрическое сопротивление нагретого нагревательного элемента 410 и затем регулирует величину электрического тока, проходящего через нагревательный элемент 410, в зависимости от контролируемого электрического сопротивления, чтобы гарантировать, что температура нагревательного элемента 410 остается в вышеуказанном температурном диапазоне от приблизительно 180 до приблизительно 220 градусов Цельсия. В пределах этого температурного диапазона курительный материал 420 нагревается достаточно для испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 без сжигания курительного материала 420. Соответственно, контроллер 50 и устройство 1 в целом предназначены для нагрева курительного материала 420 с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 без сжигания курительного материала 420. В других вариантах осуществления настоящего изобретения диапазон температур может отличаться от упомянутого диапазона.
Как рассматривалось выше, пластина 16 имеет пять сквозных отверстий 16a-16e, и с первого по третий штырьки 17a, 17b, 17c располагаются в первых трех отверстиях 16a, 16b, 16c из этих отверстий. Четвертое и пятое отверстия 16d, 16e из пяти отверстий 16a-16e остаются открытыми и соединяют по текучей среде полость 13 с впускными отверстиями 60, образующимися в результате взаимодействия первого и второго соединителей 15, 25. Кроме того, когда картридж 40 полностью вставлен в полость 13, канал 45 воздушного потока, образующийся в результате взаимодействия первой и второй корпусных частей 43a, 43b картриджа 40, оказывается соединенным по текучей среде с полостью 13. Соответственно, как показано на фиг. 16, в полностью собранном устройстве 1 формируется общий путь потока, который продолжается от внешней части устройства 1 через любое из впускных отверстий 60, образующихся в результате взаимодействия первого и второго соединителей 15, 25, затем через любое из четвертого и пятого отверстий 16d, 16e в пластине 16, затем через полость 13, затем через канал 45 воздушного потока, образующийся в результате взаимодействия первой и второй корпусных частей 43a, 43b картриджа 40, затем через полость 44 картриджа 40, затем через любое из отверстий 46, проходящих через корпус 43 картриджа 40, а затем через канал 36 мундштука 30 наружу устройства 1. Уплотнение 37 мундштука 30 предотвращает обход воздухом полости 44 картриджа 40 при прохождении от полости 13 к каналу 36 мундштука 30.
Ниже описана примерная работа устройства 1 в данном варианте осуществления настоящего изобретения. Пользователь располагает мундштук 30 в положении относительно первой корпусной части 10, в котором картридж 40 может вставляться в отверстие 14. Затем пользователь вставляет картридж 40 через отверстие 14 в полость 13, чтобы ввести седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47а, 47b картриджа 40 в поверхностный контакт с первым и вторым электропроводящими контактами 17b, 17c соответственно. Затем пользователь перемещает мундштук 30 относительно первой корпусной части 10 в положение, в котором мундштук 30 закрывает отверстие 14, имея выходное отверстие 35 мундштука 30 снаружи устройства 1, а уплотнение 37 находится в контакте с картриджем 40 и прижимает его и окружает отверстия 46. Мундштук 30 удерживается в этом положении посредством зацепления соединителя 33 мундштука 30 со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10.
До, во время или после таких перемещений картриджа 40 и мундштука 30 относительно первой корпусной части 10 пользователь также обеспечивает, чтобы первый соединитель 15 первой корпусной части 10 находился в полном зацеплении со вторым соединителем 25 второй корпусной части 20. Как рассматривалось выше, когда первый и второй соединители 15, 25 полностью введены в зацепление, третий электропроводящий контакт 17а находится в поверхностном контакте с четвертым электропроводящим контактом 283а, а пятый электропроводящий контакт 15а находится в поверхностном контакте с шестым электропроводящим контактом 25a.
Когда выключатель 18 затем приводится пользователем в действие, контроллер 50 срабатывает, чтобы подать электрический ток через седьмой и восьмой электропроводящие контакты 47а, 47b на нагревательный элемент 410. Такая подача электрического тока заставляет нагревательный элемент 410 разогреваться, чтобы нагревать курительный материал 420 с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала 420 без сжигания курительного материала 420, как это рассматривалось выше. Как правило, такое испарение приводит к образованию аэрозоля в полости 44 картриджа 40. Пользователь вдыхает аэрозоль, затягиваясь через выходное отверстие 35 мундштука 30. Это приводит к вытягиванию аэрозоля из полости 44 картриджа 40 в рот пользователя через отверстия 46 картриджа 40 и через канал 36 мундштука 30. Такое вытягивание аэрозоля из полости 44 картриджа 40 приводит к снижению давления в полости 44. Упомянутое снижение давления заставляет воздух втягиваться в полость 44 через кольцевой зазор 62, входные отверстия 60 между первым и вторым соединителями 15, 25, четвертое и/или пятое отверстия 16d, 16e в пластине 16, полость 13 и канал 45 воздушного потока, в свою очередь, образованный в результате взаимодействия первой и второй корпусных частей 43a, 43b картриджа 40. Пользователь может делать последующие такие затяжки для вдыхания очередных объемов аэрозоля.
Когда курительный материал 420 израсходован или, по существу, весь курительный материал 420 израсходован, пользователь может переместить мундштук 30 относительно первой корпусной части 10 в положение, в котором картридж 40 может быть извлечен через отверстие 14. Затем пользователь может извлечь картридж 40 из полости 13 через отверстие 14. Затем пользователь может вставить другой, неизрасходованный картридж 40 в полость 13 и повторить вышеупомянутый процесс. Нагревательный элемент 410 может быть загрязнен испарившимся материалом или израсходованным при использовании курительным материалом 420. Размещая нагревательный элемент 410 в картридже 40, а не в первой корпусной части 10, каждый раз, когда используется новый, неизрасходованный картридж 40, пользователь обеспечивается свежим нагревательным элементом 410. Соответственно, пользователю нет необходимости заботиться об очистке нагревательного элемента 410.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 1 поставляется в полностью собранном состоянии. В полностью собранном состоянии первый соединитель 15 первой корпусной части 10 находится в зацеплении со вторым соединителем 25 второй корпусной части 20, а соединитель 33 мундштука находится в зацеплении со вторым соединителем 19 первой корпусной части 10. В некоторых из таких вариантов осуществления картридж 40 расположен в полости 13. В других таких вариантах осуществления картридж 40 в полости 13 отсутствует. В других вариантах осуществления устройство 1 может поставляться в виде набора, в котором первый соединитель 15 первой корпусной части 10 отсоединен, но может находиться в зацеплении со вторым соединителем 25 второй корпусной части 20, и/или в котором соединитель 33 мундштука отсоединен от второго соединителя 19 первой корпусной части 10. В некоторых таких устройствах, поставляемых в виде набора, картридж 40 может располагаться в полости 13. В других таких устройствах, поставляемых в виде набора, могут предусматриваться один или несколько экземпляров картриджа 40 в качестве составных частей устройства, но находящихся вне полости 13.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 1 имеет только один нагревательный элемент. В других вариантах осуществления изобретения устройство 1 может иметь более одного нагревательного элемента. В данном варианте осуществления картридж 40 предназначен для использования и последующей замены альтернативным картриджем 40, как это рассматривалось выше. Однако в других вариантах осуществления картридж 40 не может быть заменен, и устройство 1 представляет собой устройство одноразового использования. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 1 может не иметь картриджа 40. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревательный элемент 410 или нагревательное устройство 400 может выполняться за одно целое с первой корпусной частью 10 и может быть неотделяемым от первой корпусной части 10. В некоторых вариантах осуществления источник 24 электроэнергии выполняться за одно целое со второй корпусной частью 20 и может быть неотделяемым от второй корпусной части 20. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая корпусная часть 10 может выполняться заодно целое или унитарно со второй корпусной частью 20 или может быть постоянно прикреплена ко второй корпусной части 20. Поэтому в некоторых вариантах осуществления корпус устройства 1 может представлять собой цельную оболочку и может не иметь первого и второго соединителей 15, 25, рассмотренных выше. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения плюсовой и минусовой выводы 24a, 24b источника 24 электроэнергии могут быть постоянно электрически соединены с контроллером 50. В некоторых вариантах осуществления изобретения мундштук 30 может быть неотделяемым от первой корпусной части 10. В некоторых вариантах осуществления мундштук 30 может выполняться за одно целое или унитарно с первой корпусной частью 10.
В каждом из рассмотренных выше вариантов осуществления настоящего изобретения курительный материал 420 расположен на носителе, который представляет собой нагревательный элемент 410. Однако в некоторых вариантах осуществления носитель может быть иным, чем нагревательный элемент 410. В некоторых вариантах осуществления, в которых носитель отличается от нагревательного элемента 410, носитель может иметь любые отличительные признаки рассмотренного здесь нагревательного элемента 410. В некоторых вариантах осуществления, в которых носитель отличается от нагревательного элемента 410, курительный материал 420 может иметь любые отличительные признаки рассмотренного здесь курительного материала 420 и, таким образом, может размещаться на носителе любом из рассмотренных здесь способов расположения курительного материала 420 на нагревательном элементе 410. В некоторых вариантах осуществления, в которых носитель отличается от нагревательного элемента 410, курительный материал 420 и носитель могут размещаться в устройстве, отличающемся от нагревательного устройства как такового.
Чтобы решить различные проблемы и обеспечить прогресс в уровне техники, в полном описании настоящего изобретения приведены в качестве иллюстрации и примера различные варианты, в которых заявленное изобретение может быть осуществлено на практике и которые обеспечивают создание совершенного устройства для нагрева курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного из компонентов курительного материала. Преимущества и отличительные признаки, приведенные в описании, характеризуют лишь репрезентативную выборку вариантов осуществления настоящего изобретения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они приведены исключительно для облегчения понимания и ознакомления с заявленными и иным образом раскрытыми отличительными признаками. Следует понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, отличительные признаки, структуры и/или другие аспекты раскрытия не должны рассматриваться в качестве ограничений изобретения, как оно определено прилагаемой формулой изобретения, или ограничений эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты осуществления и вноситься изменения, не выходящие за рамки объема и/или сущности настоящего изобретения. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут, соответственно, содержать, состоять или состоять по существу из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д. Настоящее изобретение может включать в себя другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.