УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ОБРАЗУЮЩЕГО ДЫМ МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR HEATING SMOKE-GENERATING MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, к изделиям для использования с таким устройством и к системам, содержащим такие изделия и устройства.
Уровень техники
Курительные изделия, например, сигареты, сигары и т.п., сжигают табак во время курения для образования табачного дыма. Были предприняты усилия для создания альтернативы указанным изделиям посредством разработки изделий, которые высвобождают соединения без сжигания. Примерами таких изделий являются так называемые изделия для «нагрева без сжигания» или устройства или изделия для нагрева табака, которые высвобождают соединения посредством нагрева, но без сжигания материала. Материал может быть, например, табаком или другими нетабачными изделиями, которые могут содержать или не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
По первому аспекту настоящее изобретение предлагает устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; указанное устройство содержит:
зону нагрева или нагревательную зону для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал;
генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля; и
удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся в зону нагрева;
в котором нагревательный элемент содержит нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит тело определяющее зону нагрева, причем тело не содержит нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения зона нагрева является удлиненной, и нагревательный элемент продолжается вдоль продольной линии, которая, по существу, совпадает с продольной осью зоны нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент имеет длину и сечение, перпендикулярное длине, причем указанное сечение имеет ширину и глубину, и длина превышает ширину, а ширина превышает глубину.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент является плоским или, по существу, плоским.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит отверстие на первом конце зоны нагрева, через которое часть изделия можно вставлять в зону нагрева; и
нагревательный элемент выступает в зону нагрева от второго конца зоны нагрева напротив первого конца, и нагревательный элемент имеет свободный конец, удаленный от второго конца зоны нагрева, который расположен относительно отверстия так, чтобы он входил в изделие, когда изделие вставляют в зону нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения свободный конец нагревательного элемента является сужающимся.
В иллюстративном варианте выполнения внутренняя поверхность тела имеет коэффициент теплового излучения 0,1 и менее. В иллюстративном варианте выполнения коэффициент теплового излучения составляет 0,05 и менее.
В иллюстративном варианте выполнения наружная поверхность тела имеет коэффициент теплового излучения 0,1 и менее. В иллюстративном варианте выполнения коэффициент теплового излучения составляет 0,05 и менее.
В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля содержит катушку и устройство для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку.
В иллюстративном варианте выполнения катушка окружает тело.
В иллюстративном варианте выполнения катушка окружает зону нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения катушка окружает нагревательный элемент.
В иллюстративном варианте выполнения катушка продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, совпадает с продольной осью нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения импеданс катушки равен или, по существу, равен импедансу нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал содержит металл или металлический сплав.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: алюминия, золота, железа, никеля, кобальта, проводящего углерода, графита, углеродистой стали, нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали, меди и бронзы.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нагревающемся материале за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент выполнен с возможностью изменении формы при нагреве.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент содержит два части, которые прикреплены друг к другу и имеют соответствующие отличающиеся коэффициенты расширения.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент содержит биметаллическую полосу.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал подвергается воздействию в зоне нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения тело выполнено из немагнитного и неэлектропроводного материала.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит первую массу термоизоляции между катушкой и телом.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения первая масса термоизоляции может содержать, к примеру, один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта и резинового материала.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит вторую массу термоизоляции, которая окружает катушку.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения вторая масса термоизоляции может содержать, к примеру, один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: аэрогеля, вакуумной изоляции, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона и гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент содержит нагревательный элемент, который состоит полностью или, по существу, полностью из нагревающегося материала.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент состоит полностью или, по существу, полностью из нагревающегося материала.
В иллюстративном варианте выполнения первая часть нагревательного элемента является более чувствительной к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит каталитический материал, по меньшей мере, на части наружной поверхности нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения тело содержит элемент и покрытие на внутренней поверхности указанного элемента, которое является более ровным или более гладким, чем внутренняя поверхность элемента.
В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля предназначен для генерирования множества изменяющихся магнитных полей для проникновения в различные соответствующие участки нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит датчик температуры для измерения температуры зоны нагрева нагревательного элемента. В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля выполнен с возможностью функционирования на основе выходного сигнала датчика температуры.
По второму аспекту настоящее изобретение предлагает устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; указанное устройство содержит:
первый и второй элементы;
зону нагрева между первым и вторым элементом для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал; и
генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое предназначено для использования при нагреве зоны нагрева;
в котором первый и второй элементы могут перемещаться друг к другу для сжатия зоны нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля предназначен для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникает в зону нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит нагревательный элемент, содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения первый и второй элементы содержат нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
По третьему аспекту настоящее изобретение предлагает изделие для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; указанное изделие содержит:
массу образующего дым материала; и
очиститель, соединенный с массой образующего дым материала;
в котором нагревательный элемент для нагрева образующего дым материала можно вставлять в массу образующего дым материала, при этом он будет находиться в контакте с очистителем.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения очиститель содержит один или несколько из компонентов, к которым относятся: скребок, лезвие, абразивная подушка, вспененный материал, металлические нити, металлические нити с множеством относительных ориентаций, спутанные металлические нити и металлические щетки.
В иллюстративном варианте выполнения масса образующего дым материала является удлиненной, и очиститель расположен на продольном конце массы образующего дым материала.
В иллюстративном варианте выполнения изделие имеет полость, образованную в нем для размещения нагревательного элемента во время использования.
В иллюстративном варианте выполнения очиститель определяет, по меньшей мере, часть полости.
В иллюстративном варианте выполнения очиститель определяет вход в полость.
По четвертому аспекту настоящее изобретение предлагает систему, содержащую:
устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем указанное устройство содержит зону нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля, и удлиненный нагревательный элемент, выступающий в зону нагрева, причем нагревательный элемент содержит нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева; и
изделие для использования с устройством, причем указанное изделие содержит образующий дым материал.
В иллюстративном варианте выполнения изделие содержит массу образующего дым материала и очиститель, соединенный с массой образующего дым материала, причем нагревательный элемент можно вставлять в массу образующего дым материала, при этом он будет находиться в контакте с очистителем.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения изделие системы может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения изделия по третьему аспекту настоящего изобретения.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения устройство системы может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения изделия по первому аспекту настоящего изобретения или по второму аспекту настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание вариантов выполнения настоящего изобретения только в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - схематический вид в перспективе части примера устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 2 - схематический вид в разрезе устройства, только часть которого показана на фиг. 1;
на фиг. 3 - схематический вид в разрезе изделия для использования с устройством из фиг. 1 и 2;
на фиг. 4a - схематический вид в разрезе части примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, в котором первый и второй элементы устройства расположены на первом расстоянии друг от друга;
на фиг. 4b - схематический вид в разрезе части устройства, показанного на фиг. 4a, в котором первый и второй элементы устройства расположены на втором расстоянии друг от друга, которое меньше первого расстояния;
на фиг. 5a - схематический вид в разрезе части примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, в котором первый и второй элементы устройства расположены на первом расстоянии друг от друга; и
на фиг. 5b - схематический вид в разрезе части устройства, показанного на фиг. 5a, в котором первый и второй элементы устройства расположены на втором расстоянии друг от друга, которое меньше первого расстояния.
Осуществление изобретения
В контексте настоящего документа термин «образующий дым материал» включает в себя материалы, которые образуют при нагреве летучие компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля. «Образующий дым материал» может быть не содержащим табак материалом или содержащим табак материалом. «Образующий дым материал» может, например, включать в себя один или несколько материалов из числа материалов, к которым относятся собственно табак, производные табака, экспандированный табак, восстановленный табак, табачный экстракт, гомогенизированный табак или заменители табака. Образующий дым материал может быть в форме измельченного табака, резаного табака, экструдированного табака, жидкости, желе, желатинизированного листа, порошка или окускованных материалов. «Образующий дым материал» также может включать в себя другие нетабачные продукты, которые в зависимости от продукта могут содержать или не содержать никотин. «Образующий дым материал» может содержать один или несколько увлажнителей, такие как глицерол или пропиленгликоль.
В контексте настоящего документа термины “нагреваемый материал» и «нагревающийся материал» относятся к материалу, который может нагреваться посредством проникновения изменяющегося магнитного поля.
В контексте настоящего документа термины термины «вкусовое вещество» и «ароматизатор» относятся к материалам, которые, если это разрешают государственные нормативные правовые акты, можно использовать для создания желаемого вкуса или аромата в изделии для взрослых потребителей. Они могут включать в себя экстракты (например, лакрицу, гортензию, лист белой японской магнолии, ромашку, пажитник, гвоздику, ментол, мяту японскую, анисовое семя, корицу, траву, гаултерию, вишню, ягоду, персик, яблоко, драмбьюи, бурбон, шотландский виски, виски, мяту курчавую, перечную мяту, лаванду, кардамон, сельдерей, каскарилью, мускатный орех, сандаловое дерево, бергамот, герань, экстракт меда, розовое масло, ваниль, лимонное масло, апельсиновое масло, кассию, тмин, коньяк, жасмин, канангу душистую, шалфей, фенхель, перец гвоздичный, имбирь, анис, кориандр, кофе или мятное масло из мяты любого вида), усилители вкуса, блокираторы участка рецепторов горечи, активаторы или стимуляторы участка рецепторов обоняния, сахар и/или заменители сахара (например, сукралозу, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламат, лактозу, сахарозу, глюкозу, фруктозу, сорбит или маннитол) и другие добавки, такие как древесный уголь, хлорофилл, минералы, растительное сырье или вещества для освежения полости рта. Они могут быть имитационными, искусственными или натуральными ингредиентами или их смесями. Они могут иметь любую пригодную форму, например, могут быть маслом, жидкостью, желе, порошком и т.п.
Индукционный нагрев является процессом, в котором электропроводный объект нагревают посредством проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и устройство для пропускания изменяющегося по величине электрического тока, например, переменного тока, через электромагнит. Когда электромагнит и объект, подлежащий нагреву, надлежащим образом расположены относительно друг друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, создаваемое электромагнитом, проникает в объект, внутри этого объекта генерируются один или несколько вихревых токов. Объект имеет сопротивление течению электрических токов. Следовательно, когда в объекте генерируются такие вихревые токи, их течение, преодолевая электрическое сопротивление объекта, вызывает нагрев объекта. Этот процесс именуется джоулевым, омическим или резистивным нагревом. Объект, который может индуктивно нагреваться, известен как сусцептор.
Обнаружено, что когда сусцептор имеет форму замкнутой цепи, магнитное взаимодействие между сусцептором и электромагнитом устройства в процессе использования улучшается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву.
Нагрев за счет магнитного гистерезиса является процессом, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается посредством проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Можно считать, что магнитный материал содержит много магнитов на атомном уровне или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи выравниваются с магнитным полем. Следовательно, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, создаваемое электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля. Такая переориентация магнитных диполей вызывает нагрев магнитного материала.
Когда объект является как электропроводным, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может вызвать как джоулев нагрев объекта, так и его нагрев за счет магнитного гистерезиса. Кроме того, использование магнитного материала может усилить магнитное поле, что может усилить джоулев нагрев.
В каждом из вышеуказанных процессов, поскольку нагрев генерируется внутри самого объекта, а не внешним источником тепла за счет теплопроводности, может быть достигнуто быстрое увеличение температуры объекта и более равномерное распределение тепла, в частности, благодаря выбору соответствующего материала и геометрии объекта и соответствующей магнитуды и ориентации изменяющегося магнитного поля относительно объекта. Кроме того, поскольку индукционный нагрев и нагрев за счет магнитного гистерезиса не требуют физического соединения между источником изменяющегося магнитного поля и объектом, повышается гибкость при выборе конструкции, улучшается контроль над профилем нагрева и снижаются расходы.
На фиг. 2 и 1 соответственно представлены схематический вид в разрезе примера устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения и схематический вид в перспективе части устройства. В общем, устройство 100 содержит зону 113 нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор 120 магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля и удлиненный нагревательный элемент 130, выступающий в зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения зона 113 нагрева содержит полость. Нагревательный элемент 130 содержит нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны 113 нагрева.
В этом варианте выполнения устройство 100 содержит тело 110, которое ограничивает зону 113 нагрева и которое не содержит нагревающийся материал, способный нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Однако в других вариантах выполнения тело 110 может содержать нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, или может отсутствовать.
В этом варианте выполнения тело 110 является трубчатым телом 110, которое окружает зону 113 нагрева. Однако в других вариантах выполнения тело 110 может быть неполностью трубчатым. Например, в некоторых вариантах выполнения тело 110 или элемент нагрева может быть трубчатым за исключением продолжающихся в осевом направлении одного или нескольких зазоров или прорезей, образованных в теле 110. Как указано выше, в этом варианте выполнения само тело 110 не содержит нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Таким образом, когда изменяющееся магнитное поле генерируется генератором 120 магнитного поля, как указано ниже, бóльшая по величине энергия изменяющегося магнитного поля может использоваться для обеспечения нагрева нагревательного элемента 130. Тело 110 может быть выполнено из стекла, керамического материала или жаростойкого пластика, например из полиэфиркетона (PEEK) или полиэфиримида (PEI), примером которого является Ultem.
В этом варианте выполнения тело 110 имеет, по существу, круглое сечение. Однако в других вариантах выполнения тело 110 может иметь сечение, которое не является круглым, например, квадратное, прямоугольное, многоугольное или эллиптическое. В этом варианте выполнения зона 113 нагрева ограничена телом 110. Другими словами, тело 110 определяет контур или ограничивает зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения зона 113 нагрева также имеет, по существу, круглое сечение. Однако в других вариантах зона 113 нагрева может иметь сечение, которое не является круглым, например, квадратное, прямоугольное, многоугольное или эллиптическое.
В этом варианте выполнения тело 110 содержит трубчатый элемент 115, продолжающийся вокруг зоны 113 нагрева, и покрытие 116 на внутренней поверхности трубчатого элемента 115. Покрытие 116 более ровное или более твердое, чем внутренняя поверхность самого элемента 115. Такое более ровное или более твердое покрытие 116 может облегчить очистку тела 110 после использования устройства 100. Покрытие 116 может быть выполнено, к примеру, из стекла или керамического материала. В других вариантах выполнения покрытие 116 может отсутствовать.
В некоторых вариантах выполнения внутренняя поверхность или наружная поверхность тела 110 может иметь коэффициент теплового излучения 0,1 и менее. Например, в некоторых вариантах выполнения коэффициент теплового излучения может быть 0,05 и менее, например, 0,03 или 0,02. Такая низкая излучающая способность может способствовать удерживанию тепла в зоне 113 нагрева, может способствовать предотвращению уноса тепла от нагревательного элемента 130 к компонентам устройства 100, которые не относятся к зоне 113 нагрева, может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева и/или может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 130 к наружной поверхности устройства 100. Это может повысить комфортность пользователя, когда он удерживает устройство 100. Указанный коэффициент теплового излучения может быть достигнут за счет выполнения внутренней поверхности или наружной поверхности тела 110 из материала с низкой излучающей способностью, например, из серебра или алюминия.
Зона 113 нагрева этого варианта выполнения имеет первый конец 111 и противоположный второй конец 112, и тело 110 ограничивает отверстие 114 у первого конца 111, через которое изделие или его часть можно вставлять в зону 113 нагрева. В некоторых вариантах выполнения отверстие 114 можно закрывать или загораживать, например, мундштуком устройства 100, например, мундштуком, описанным ниже. В этом варианте выполнения зона 113 нагрева вытянута по длине от первого конца 111 до второго конца 112, и нагревательный элемент 130 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, совпадает с продольной осью A-A зоны 113 нагрева. В других вариантах выполнения продольные оси A-A зоны 113 нагрева и нагревательного элемента 130 могут быть выровнены друг с другом посредством их взаимного параллельного расположения или могут быть наклонены друг к другу.
В некоторых вариантах выполнения один конец зоны 113 нагрева закрыт. Это может способствовать функционированию зоны 113 нагрева в качестве приемника образующего дым материала или в качестве опоры во время перемещения нагревательного элемента 130 в массу образующего дым материала.
В этом варианте выполнения нагревательный элемент 130 выступает в зону 113 нагрева от второго конца 112 зоны нагрева 113. В частности, в этом варианте выполнения на концевом участке тела 110 установлен концевой элемент 140, удаленный от отверстия 114. В этом варианте выполнения концевой элемент 140 представляет собой заглушку, которая прикреплена к концевому участку тела 110 за счет трения или с помощью клея. Однако в других вариантах выполнения концевой элемент 140 может иметь иную форму или может быть выполнен как единое целое с телом 110. В этом варианте выполнения концевой элемент 140 ограничивает второй конец 112 зоны 113 нагрева. Кроме того, в этом варианте выполнения нагревательный элемент 130 прикреплен к концевому элементу 140 и продолжается от концевого элемента 140 в зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения часть нагревательного элемента 130 расположена в концевом элементе 140, что может способствовать увеличению прочности соединения между нагревательным элементом 130 и концевым элементом 140. Вместо этого в некоторых других вариантах выполнения нагревательный элемент 130 может упираться в поверхность концевого элемента 140 или продолжаться от этой поверхности, обращенной к зоне 113 нагрева.
В этом варианте выполнения на наружной стороне концевого элемента 140 предусмотрен теплоизолятор 150. Теплоизолятор 150 может способствовать предотвращению уноса тепла из нагревательного элемента 130 наружу устройства 100, может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева и/или может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 130 к наружной поверхности устройства 100. Это может повысить комфортность пользователя, когда он удерживает устройство 100.
В некоторых вариантах выполнения термоизолятор 150 может содержать один или несколько материалов, описанных ниже применительно к первой и/или второй массам термоизоляции. В этом варианте выполнения термоизолятор 150 является воздухопроницаемым. В этом варианте выполнения через концевой элемент 140 продолжается множество выпусков 141, 142, 143 воздуха. Выпуски воздуха 141, 142, 143 обеспечивают сообщение по текучей среде зоны 113 нагрева с воздухопроницаемым термоизолятором 150. Таким образом, во время использования устройства 100 воздух может втягиваться в зону 113 нагрева снаружи устройства 100 через воздухопроницаемый изолятор 150 и впуски 141, 142, 143 воздуха. В других вариантах выполнения через концевой элемент 140 может продолжаться только один впуск воздуха или впуски воздуха могут отсутствовать. В других вариантах выполнения воздух может втягиваться в зону 113 нагрева снаружи устройства 100 по другому пути, например, через впуск воздуха в теле 110 или в мундштуке (не показан) устройства 100.
В этом варианте выполнения нагревательный элемент 130 имеет свободный первый конец 131, удаленный от второго конца 112 зоны 113 нагрева и расположенный относительно отверстия 114 таким образом, чтобы проникать в изделие, когда изделие вставляют в зону 113 нагрева через отверстие 114. В некоторых вариантах выполнения свободный конец 131 нагревательного элемента 130 может быть, к примеру, сужающимся для облегчения его вставления в изделие.
Нагревательный элемент 130 этого варианта выполнения имеет длину в пределах зоны 113 нагрева от первого конца 131 до точки 132 нагревательного элемента 130 у второго конца 112 зоны 113 нагрева. Нагревательный элемент 130 также имеет сечение, перпендикулярное его длине. Указанное сечение имеет ширину и глубину, причем указанная длина больше указанной ширины, а указанная ширина больше указанной глубины. Следовательно, глубина или толщина нагревательного элемента 130 является относительно небольшой по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 130. Сусцептор может иметь глубину поверхностного слоя, которая является наружной зоной, внутри которой индуцируется бóльшая часть электрического тока. При условии, что нагревательный элемент 130 имеет относительно небольшую толщину, с помощью заданного изменяющегося магнитного поля можно нагревать бóльшую пропорциональную часть нагревательного элемента 130 по сравнению с нагревательным элементом 130, имеющим глубину или толщину, которая является относительно большой по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 130. Таким образом, обеспечивается более эффективное использование материала. В свою очередь, уменьшаются расходы. Однако в других вариантах выполнения нагревательный элемент 130 может иметь сечение, которое не является прямоугольным, например, круглое, эллиптическое, кольцевое, в форме звезды, многоугольное, квадратное или треугольное. В этом варианте выполнения сечение нагревательного элемента 130 является постоянным по длине нагревательного элемента 130. Однако в этом варианте выполнения нагревательный элемент 130 является плоским или, по существу, плоским. Нагревательный элемент 130 этого варианта выполнения можно рассматривать как плоскую полосу. Однако в других вариантах выполнения дело может обстоять иначе.
Нагревательный элемент 130 этого варианта выполнения содержит нагревательный элемент 135, состоящий полностью или, по существу, полностью из нагревающегося материала. Нагревательный элемент 135 может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Кроме того, в этом варианте выполнения нагревающийся элемент 130 содержит покрытие 136 на наружной поверхности нагревательного элемента 135. Покрытие 136 является более ровным или более твердым, чем наружная поверхность самого нагревательного элемента 135. Такое более ровное или более твердое покрытие 136 может облегчить очистку нагревательного элемента 130 после использования устройства 100. Покрытие 136 может быть выполнено, к примеру, из стекла или керамического материала. В других вариантах выполнения покрытие 136 может быть предусмотрено только на части нагревательного элемента 135 или может отсутствовать. В некоторых вариантах выполнения покрытие может быть более шероховатым, чем наружная поверхность самого нагревательного элемента 135 для увеличения площади поверхности, с помощью которой нагревательный элемент 130 может находиться в контакте с изделием или образующим дым материалом, вставленным в зону 113 нагрева во время использования. В некоторых таких вариантах выполнения нагревающийся материал может подвергаться воздействию зоны 113 нагрева. Таким образом, при нагреве нагревающегося материала тепло может передаваться непосредственно от нагревающегося материала в зону 113 нагрева.
Нагревающийся материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала. Нагревающийся материал может содержать металл или металлический сплав. Нагревающийся материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: алюминия, золота, железа, никеля, кобальта, проводящего углерода, графита, углеродистой стали, нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали, меди и бронзы. В других вариантах выполнения в качестве нагревающегося материала можно использовать другой материал (материалы). В этом варианте выполнения нагревающийся материал нагревательного элемента 130 содержит электропроводный материал. Таким образом, нагревающийся материал чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нагревающемся материале за счет проникновения в него изменяющегося магнитного поля. Следовательно, нагревательный элемент 130 может действовать в качестве сусцептора, когда он подвергается воздействию изменяющегося магнитного поля. Также установили, что когда в качестве нагревающегося материала используют магнитный электропроводный материал, магнитное взаимодействие между нагревательным элементом 130 и катушкой 122 генератора 120 магнитного поля, который будет описан ниже, в процессе использования улучшается. В добавление к потенциально возможному нагреву за счет магнитного гистерезиса это ведет к большему или улучшенному джоулеву нагреву нагревательного элемента 130 и, таким образом, большему или улучшенному нагреву зоны 113 нагрева.
В некоторых вариантах выполнения устройство может содержать каталитический материал, по меньшей мере, на части наружной поверхности нагревательного элемента 130. Каталитический материал может быть предусмотрен на всей наружной поверхности нагревательного элемента 130 или только на некоторой части (частях) наружной поверхности нагревательного элемента 130. Каталитический материал может иметь форму покрытия. Наличие такого каталитического материала означает, что во время использования устройство 100 может иметь нагретую химически активную поверхность. Во время использования каталитический материал может оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения потенциального ирританта в вещество, создающее меньше проблем, чем ирритант. Во время использования каталитический материал может оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения, например, муравьиной кислоты в метанол. В других вариантах выполнения каталитический материал оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения других химических веществ, например, ацетилена в этан посредством гидрирования или аммиака в азот и водород. Каталитический материал может дополнительно или как вариант оказывать действие для реакции или увеличения скорости реакции окиси углерода и водяного пара и образования двуокиси углерода и водорода (реакция конверсии водяного газа или WGSR).
В некоторых вариантах выполнения первая часть нагревательного элемента 130 может быть более чувствительной к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть нагревательного элемента 130. Например, первая часть нагревательного элемента 130 может иметь более высокую чувствительность по той причине, что первая часть нагревательного элемента 130 выполнена из первого материала, вторая часть нагревательного элемента 130 выполнена из отличающегося второго материала, и первый материал является более чувствительным, чем второй материал. Например, одна из первой и второй частей может быть выполнена из железа, а другая из первой и второй частей может быть выполнена из графита. Как вариант или дополнительно, первая часть нагревательного элемента 130 может иметь более высокую чувствительность по той причине, что первая часть нагревательного элемента 130 имеет другую толщину и/или плотность материала по сравнению со второй частью нагревательного элемента 130.
Более чувствительная часть может быть расположена рядом с заданным мундштучным концом устройства 100 или менее чувствительная часть может быть расположена рядом с заданным мундштучным концом устройства 100. В последнем случае менее чувствительная часть может нагревать образующий дым материал в изделии, помещенном в зону нагрева, до меньшей степени, чем более чувствительная часть, и, таким образом, менее нагретый образующий дым материал может действовать в качестве фильтра для уменьшения температуры образующегося пара или смягчения пара, образующегося в изделии, во время нагрева образующего дым материала.
Первая и вторая части нагревательного элемента 130 могут быть расположены рядом друг с другом в продольном направлении нагревательного элемента 130 или могут быть расположены рядом друг с другом в направлении, например, перпендикулярном продольному направлению нагревающегося элемента 130.
Такая изменяющаяся чувствительность нагревательного элемента 130 к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нем, может способствовать постепенному нагреву образующего дым материала в изделии, вставленном в зону 113 нагрева, и, тем самым, постепенному генерированию пара. Например, более чувствительная часть может нагревать первую область образующего дым материала относительно быстро для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала и образования пара в первой области образующего дым материала. Менее чувствительная часть может нагревать вторую область образующего дым материала относительно медленно для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала и образования пара во второй области образующего дым материала. Соответственно, пар для вдыхания пользователем может образовываться относительно быстро, и пар может образовываться и далее для последующего вдыхания пользователем даже после того, как первая область образующего дым материала может прекратить генерирование пара. Первая область образующего дым материала может прекращать генерирование пара после того, как в ней будут израсходованы испаряющиеся компоненты образующего дым материала.
В других вариантах выполнения весь нагревательный элемент 130 может быть одинаково или, по существу, одинаково чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нем за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. В некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент может быть нечувствителен к воздействию таких вихревых токов. В таких вариантах выполнения нагревающийся материал может быть магнитным материалом, который является неэлектропроводным и, таким образом, может нагреваться за счет вышеописанного процесса магнитного гистерезиса.
В некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент 130 может быть выполнен с возможностью изменения формы при нагреве. Другими словами, форма нагревательного элемента 130 может быть чувствительной к изменению температуры. Например, нагревательный элемент 130 может быть выполнен с возможностью изгибания при нагреве и/или может быть выполнен с возможностью расширения при нагреве. Изменение формы может содержать отклонение от продольной оси зоны 113 нагрева. В некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент 130 может быть спиралеобразным или винтообразным, например, относительно продольной оси зоны 113 нагрева, и нагрев нагревательного элемента 130 может вызывать частичное раскручивание спиралеобразного или винтообразного нагревательного элемента 130 с увеличением диаметра или ширины нагревательного элемента 130. Такое изменение формы нагревательного элемента 130 может способствовать обеспечению или увеличению контакта между нагревающимся элементом 130 и изделием, расположенным в зоне 113 нагрева. Это может способствовать улучшению передачи тепла от нагревательного элемента 130 к изделию и расположенному в нем образующему дым материалу.
Нагревательный элемент 130 может содержать две части, которые прикреплены друг к другу и имеют соответствующие отличающиеся коэффициенты расширения и поэтому обладают разными способностями к расширению во время нагрева. Две указанные части могут быть, к примеру, вытянуты и/или параллельны продольной оси зоны 113 нагрева. При нагреве нагревательный элемент 130 может изгибаться или коробиться из-за разных способностей двух частей к расширению. Таким образом, изменение температуры преобразуется в физическое смещение или деформацию. Степень изменения формы нагревательного элемента 130 может быть связана с температурой, так что при более высокой температуре нагревательный элемент 130 показывает большее смещение или деформацию. Степень смещения или деформации нагревательного элемента 130 может быть пропорциональной величине изменения температуры нагревательного элемента 130.
Соответствующие нагревательные элементы 130 для использования в устройстве 100 могут различаться в отношении, например, толщины и формы сечения частей, составов материала частей, порядка, в котором части соединены между собой, и т.д., и эти переменные величины могут влиять на характеристики нагревательного элемента 130, такие как способность нагревательного элемента 130 к изгибанию, теплопроводность и т.д. В некоторых вариантах выполнения две указанные части могут быть выполнены из разных пластиковых полимеров, имеющих соответствующие разные коэффициенты расширения. В других вариантах выполнения две указанные части могут быть выполнены из разных металлов, имеющих соответствующие разные коэффициенты расширения. Таким образом, нагревательный элемент может содержать биметаллическую полосу. Например, биметаллическая полоса может содержать стальную часть и медную часть. В других вариантах выполнения могут быть использованы другие комбинации материалов, например, марганец и медь или латунь и сталь.
Генератор 120 магнитного поля этого варианта выполнения содержит источник 121 электропитания, катушку 122, устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через катушку 122, контроллер 124 и интерфейс 125 пользователя для управления контроллером 124.
В этом варианте выполнения источник 121 электропитания является перезаряжаемой батареей. В других вариантах выполнения источник 121 электропитания в отличие от перезаряжаемой батареи может быть неперезаряжаемой батареей, конденсатором или соединением с электрической сетью.
Катушка 122 может быть любой пригодной формы. В этом варианте выполнения катушка 122 является спиральной катушкой из электропроводного материала, такого как медь. В некоторых вариантах выполнения генератор 120 магнитного поля может содержать магнитопроницаемый сердечник, вокруг которого намотана катушка 122. Такой магнитопроницаемый сердечник концентрирует магнитный поток, создаваемый катушкой 122, и создает более мощное магнитное поле. Магнитопроницаемый сердечник может быть изготовлен, например из железа. В некоторых вариантах выполнения магнитопроницаемый сердечник может продолжаться только частично по длине катушки 122, так чтобы концентрировать магнитный поток только в определенных зонах.
В этом варианте выполнения катушка 122 представляет собой винтовую спираль. Другими словами, катушка 122 имеет, по существу, постоянный радиус по длине. В других вариантах выполнения радиус катушки 122 может варьироваться по длине. Например, в некоторых вариантах выполнения катушка122 может представлять собой коническую спираль или эллиптическую спираль. В этом варианте выполнения катушка 122 имеет, по существу, постоянный шаг по длине. Другими словами, ширина зазора, измеренная параллельно продольной оси катушки 122 между любыми двумя соседними витками катушки 22, является, по существу, такой же, как ширина зазора между любыми другими двумя соседними витками катушки 22. Этого нельзя сказать о других вариантах выполнения. Переменный шаг может обеспечить различную напряженность изменяющегося магнитного поля, создаваемого катушкой 122, в разных частях катушки 122, что может способствовать обеспечению постепенного нагрева нагревательного элемента 130 и зоны 113 нагрева и, таким образом, изделия, помещенного в зону 113 нагрева сходным образом с приведенным выше описанием.
В этом варианте выполнения катушка 122 находится в неподвижном положении относительно нагревательного элемента 130 и зоны 113 нагрева. В этом варианте выполнения катушка 122 окружает нагревательный элемент 130 и зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения катушка 122 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью A-A зоны 113 нагрева. В этом варианте выполнения выровненные оси расположены на одной линии. В разновидности этого варианта выполнения выровненные оси могут быть параллельны друг другу. Однако в других вариантах выполнения оси могут быть наклонены друг к другу. Кроме того, в этом варианте выполнения катушка 122 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, находится на одной линии с продольной осью нагревательного элемента 130. Это может способствовать обеспечению более равномерного нагрева нагревательного элемента 130 во время использования и также может способствовать повышению технологичности устройства 100. В других вариантах выполнения продольные оси катушки 122 и нагревательного элемента 130 могут быть выровнены друг с другом посредством их взаимного параллельного расположения или могут быть наклонены друг к другу.
В этом варианте выполнения импеданс катушки 122 генератора 120 магнитного поля равен или по существу равен импедансу нагревательного элемента 130. Если импеданс нагревательного элемента 130 был бы, наоборот, ниже импеданса катушки 122 генератора 120 магнитного поля, напряжение, генерируемое в нагревательном элементе 130 во время использования, могло бы быть ниже напряжения, которое могло бы генерироваться в нагревательном элементе 130, когда импедансы согласованы. Как вариант, если импеданс нагревательного элемента 130 был бы, наоборот, выше импеданса катушки 122 генератора 120 магнитного поля, электрический ток, генерируемый в нагревательном элементе 130 во время использования, мог бы быть меньше тока, который мог бы генерироваться в нагреательном элементе 130, когда импедансы согласованы. Согласование импедансов может способствовать балансу напряжения и тока для максимального увеличения тепловой мощности, генерируемой в нагревательном элементе 130, когда она нагревается во время использования. В некоторых других вариантах выполнения импедансы могут быть не согласованы.
В этом варианте выполнения устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку 122 электрически присоединено между источником электропитания 121 и катушкой 122. В этом варианте выполнения контроллер 124 также электрически соединен с источником 121 электропитания и соединен с возможностью связи с устройством 123. Контроллер 124 предназначен для обеспечения и управления нагревом нагревательного элемента 130. В частности, в этом варианте контроллер 124 предназначен для управления устройством 123, так чтобы управлять подачей электроэнергии от источника 121 электропитания к катушке 122. В этом варианте выполнения контроллер 124 содержит интегральную схему (IC), например, интегральную схему на печатной плате (PCB). В других вариантах выполнения контроллер 124 может иметь другую форму. В некоторых вариантах выполнения устройство может иметь одиночный электрический или электронный компонент, содержащий устройство 123 и контроллер 124. В этом варианте выполнения контроллер 124 управляется с интерфейса 125 пользователя. Интерфейс 125 пользователя расположен снаружи устройства 100. Интерфейс 125 пользователя может содержать нажимную кнопку, триггерный переключатель, круговую шкалу, сенсорный экран и т.п.
В этом варианте выполнения в результате управления интерфейсом 125 пользователя контроллер 124 управляет устройством 123 с целью пропускания переменного электрического тока через катушку 122, так чтобы катушка 122 генерировала переменное магнитное поле. Катушка 122 и нагревательный элемент 130 надлежащим образом расположены относительно друг друга, так что переменное магнитное поле, создаваемое катушкой 122, проникает в нагревающийся материала нагревательного элемента 130. Когда нагревающийся материал нагревательного элемента 130 является электропроводным материалом, это может вызывать генерирование одного или нескольких вихревых токов в нагревающемся материале. Течение вихревых токов в нагревающемся материале преодолевает электрическое сопротивление нагревающегося материала и вызывает нагрев нагревающегося материала за счет джоулева нагрева. Как упомянуто выше, когда нагревающийся материал представляет собой магнитный материал, ориентация магнитных диполей в нагревающемся материале изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля, что вызывает генерирование тепла в нагревающемся материале.
Устройство 100 этого варианта выполнения содержит датчик 126 температуры для определения температуры зоны 113 нагрева. Датчик 126 температуры соединен с возможностью связи с контроллером 124, так чтобы контроллер 124 мог отслеживать температуру зоны 113 нагрева. В некоторых вариантах выполнения датчик 126 температуры может быть выполнен с возможностью оптического измерения температуры зоны 113 нагрева или изделия, помещенного в зону 113 нагрева. В некоторых вариантах изделие, помещенное в зону нагрева, может содержать термочувствительный элемент, такой как резистивный термочувствительный элемент (RTD), для определения температуры изделия. Изделие также может содержать одну или несколько клемм, соединенных, например, посредством электрического соединения, с термочувствительным элементом. Клемма (клеммы) может быть предназначена для выполнения соединения, например, электрического соединения, с монитором температуры (не показан) устройства 100, когда изделие находится в зоне 113 нагрева. Контроллер 124 может содержать монитор температуры. Монитор температуры устройства 100 может определять температуру изделия во время использования изделия с устройством 100.
На основании одного или нескольких сигналов, полученных от датчика 126 температуры (и/или термочувствительного элемента, если таковой предусмотрен), контроллер 124 при необходимости может вынуждать устройство 123 регулировать характеристику изменяющегося или переменного тока, проходящего через катушку 122, чтобы температура зоны 113 нагрева оставалась в пределах предварительно заданного температурного диапазона. Эта характеристика может быть, например, амплитудой или частотой. В пределах предварительно заданного температурного диапазона во время использования образующий дым материал внутри изделия, помещенного в зону 113 нагрева, достаточно нагревается для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала без горения образующего дым материала. Соответственно, контроллер 124 и устройство 100 в целом выполнены с возможностью нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала без горения образующего дым материала. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон составляет приблизительно от 50°C приблизительно до 250°C, например, приблизительно от 50°C приблизительно до 150°C, приблизительно от 50°C приблизительно до 120°C, приблизительно от 50°C приблизительно до 100°C, приблизительно от 50°C приблизительно до 80°C или приблизительно от 60°C приблизительно до 70°C. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон составляет приблизительно от 170°C приблизительно до 220°C. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон может отличаться от указанного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения устройство 100 может содержать мундштук (не показан). Мундштук можно соединять с возможностью отсоединения с остальным устройством 100 с целью соединения мундштука с остальным устройством 100. В других вариантах выполнения мундштук и остальная часть устройства могут быть соединены постоянно, например, через шарнирный или гибкий элемент.
Мундштук может быть расположен относительно тела 110, так чтобы закрывать отверстие 114 в зоне 113 нагрева. Когда мундштук расположен таким образом относительно тела 110, канал мундштука может функционально сообщаться с зоной 113 нагрева. Во время использования канал действует в качестве прохода, позволяя испаряющемуся материалу проходить через зону 113 нагрева к наружной стороне устройства 100.
Мундштук, если такой предусмотрен, может содержать или может быть пропитан ароматизатором. Ароматизатор может быть расположен таким образом, чтобы он захватывался нагретым паром, когда пар проходит через канал мундштука во время использования.
Во время нагрева зоны 113 нагрева и, таким образом, какого-либо находящегося в ней изделия пользователь может вдыхать испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) образующего дым материала посредством затяжки испаряющимся компонентом (испаряющимися компонентами) через мундштук изделия (если таковой предусмотрен) или через мундштук устройства (если таковой предусмотрен). Воздух может поступать в изделие через зазор между изделием и телом 110 или в некоторых вариантах выполнения устройство 100 может определять впуск воздуха, который функционально соединяет зону 113 нагрева с наружной стороной устройства 100. Когда испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) удаляются из изделия, воздух может втягиваться в зону 113 нагрева через впуск воздуха устройства 100.
Такие варианты выполнения устройства 100 могут быть внедрены с возможностью «самоочистки» нагревательного элемента 130. Например, в некоторых вариантах выполнения контроллер 124 может быть выполнен таким образом, чтобы благодаря соответствующему управлению пользователя с интерфейса 125 пользователя при необходимости приводить в действие устройство 123 для регулирования характеристики варьирования или изменения электрического тока, проходящего через катушку 122, для увеличения температуры нагревательного элемента 130 до уровня, при котором остаток или отходы от предыдущего израсходованного изделия на нагревательном элементе 130 могли бы сгореть. Эта характеристика может быть, например, амплитудой или частотой. Температура может быть, например, свыше 500 градусов Цельсия.
Некоторые варианты выполнения устройства 100 могут быть внедрены с возможностью обеспечения тактильной обратной связи с пользователем. Обратная связь может указывать, что выполняется нагрев или может инициироваться таймером и указывать, что превышен расход заданной пропорциональной части от исходного количества испаряющегося компонента (испаряющихся компонентов) образующего дым материала в изделии и т.п. Тактильная обратная связь может создаваться посредством взаимодействия катушки 122 и нагревательного элемента 130 (т.е. посредством магнитного влияния), взаимодействия электропроводного элемента с катушкой 122, вращения вибродвигателя, многократной подачи тока на пьезоэлектрический элемент и его отключения и т.п. Дополнительно или как вариант некоторые варианты выполнения устройства 100 могут использовать такую тактильную обратную связь для способствования вышеописанному процессу «самоочистки» посредством вибрационной очистки нагревательного элемента 130.
В некоторых вариантах выполнения генератор 120 магнитного поля может быть выполнен с возможностью генерирования множества изменяющихся магнитных полей для проникновения в различные соответствующие участки нагревательного элемента 130. Например, устройство 100 может содержать несколько катушек. Множество катушек устройства 100 можно приводить в действие для обеспечения постепенного нагрева нагревательного элемента 130 и, таким образом, постепенного нагрева образующего дым материала в изделии, расположенном в зоне 113 нагрева, и, тем самым, постепенного генерирования пара. Например, одна катушка может нагревать первую область нагревающегося материала относительно быстро для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала и образования пара в первой области образующего дым материала. Другая катушка может нагревать вторую область нагревающегося материала относительно медленно для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала и образования пара во второй области образующего дым материала. Соответственно, пар для вдыхания пользователем может образовываться относительно быстро, и пар может образовываться и далее для последующего вдыхания пользователем даже после того, как первая область образующего дым материала может прекратить генерирование пара. Первоначально ненагретая вторая область образующего дым материала может действовать в качестве фильтра для уменьшения температуры образующегося пара или смягчения пара во время нагрева первой области образующего дым материала.
В некоторых вариантах выполнения устройство 100 может содержать первую массу термоизоляции между катушкой 122 и телом 110. Первая масса термоизоляции может окружать тело 110. Первая масса термоизоляции может содержать, к примеру, один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта и резинового материала. Термоизоляция дополнительно или как вариант может содержать воздушный зазор. Такая первая масса термоизоляции может способствовать предотвращению уноса тепла от нагревательного элемента 130 к компонентам устройства 100, которые не относятся к зоне 113 нагрева, может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева и/или может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 130 к наружной поверхности устройства 100. Это может повысить комфортность пользователя, когда он удерживает устройство 100.
В некоторых вариантах выполнения устройство 100 может содержать вторую массу термоизоляции, которая окружает катушку 122. Вторая масса термоизоляции может содержать, например, один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: аэрогеля, вакуумной изоляции, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона и гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон. В некоторых вариантах выполнения вторая масса термоизоляции может содержать один или несколько материалов описанных выше применительно для первой массы термоизоляции. Термоизоляция дополнительно или как вариант может содержать воздушный зазор. Такая вторая масса термоизоляции может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 130 к наружной поверхности устройства 100 и дополнительно или как вариант может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева.
В некоторых вариантах выполнения первая масса или вторая масса, или обе массы термоизоляции могут отсутствовать. В некоторых вариантах выполнения катушка 122 может быть заделана в тело термоизоляции. Такое тело термоизоляции может примыкать к телу 110 или охватывать его. Такое тело термоизоляции может содержать, например, один или несколько термоизоляторов, выбранных группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта и резинового материала. В добавление к вышеописанным тепловым характеристикам такое тело термоизоляции может способствовать повышению надежности устройства 100, например, способствуя поддержанию относительного положения катушки 122 и тела 110.
На фиг. 3 показан схематический вид в разрезе изделия для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, например, с одним из устройств 100, 200, 300, описанных в настоящей заявке. В общем, изделие 500 содержит массу образующего дым материала 510 и очиститель 530, соединенный с массой образующего дым материала 510. Изделие 500 выполнено таким образом, что нагревательный элемент для нагрева образующего дым материала 510, такой как нагревательный элемент 130 устройства 100, можно вставлять в массу образующего дым материала 510, при этом он будет контактировать с очистителем 530.
В этом варианте выполнения изделие 500 и масса образующего дым материала 510 являются удлиненными, и очиститель 530 расположен на продольном конце массы образующего дым материала 510. В других вариантах выполнения изделие 500 и/или масса образующего дым материала 510 могут иметь разные конструктивные параметры.
В этом варианте выполнения изделие 500 содержит оболочку 530 вокруг образующего дым материала 510 для подержания структурной целостности образующего дым материала 510. Оболочка 520 может быть выполнена из любого пригодного материала, такого как бума, картон, пластиковая пленка, фольга и т.п. Очиститель 530 может быть прикреплен к оболочке 520, например, с помощью ленточного материала (не показан), который продолжается вокруг участков оболочки 520 и очистителя 530 с целью соединения очистителя 530 с образующим дым материалом 510.
Очиститель 530 может содержать любой материал или иметь любую форму, пригодные для вытирания или для обдирки, или для соскабливания остатка или отходов с нагревательного элемента 130, когда нагревательный элемент 130 вставляют в образующий дым 510 материал, и он в то же время контактирует с очистителем 530, или когда нагревательный элемент 130 извлекают из образующего дым 510 материала, и он в то же время контактирует с очистителем 530. Таким образом, очиститель 530 может способствовать очистке нагревательного элемента 130 устройства 100 перед использованием или после использования изделия 500 с устройством 100.
В некоторых вариантах выполнения очиститель 530 может быть скребком. В этом варианте выполнения очиститель является абразивной подушкой. В этом варианте выполнения абразивная подушка образована из спутанных металлических нитей, таких как металлическая вата, например, стальная вата, латунная вата и т.п. В других вариантах выполнения абразивная подушка может содержать один или несколько из следующих компонентов: вспененный материал, металлические нити во множестве относительных ориентаций, спутанные металлические нити и металлические щетки и т.п. В некоторых вариантах выполнения очиститель 530 может содержать лезвие, например, металлическое или пластиковое лезвие. Указанное лезвие может быть ориентировано перпендикулярно или наклонно относительно направления вставления нагревательного элемента 130, например, перпендикулярно или наклонно относительно лоси изделия 500. В некоторых вариантах выполнения очиститель 530 может содержать неровную поверхность для протирки или соскабливания нагревательного элемента 130 во время относительного перемещения очистителя 530 и нагревательного элемента 130. Например, очиститель 530 может содержать ребристый элемент или элемент, имеющий множество продолжающихся от него утолщений выступов. Эти утолщения или выступы могут выступать от элемента в направлении, имеющем, по меньшей мере, компонент, который перпендикулярен или наклонен в направлении вставления нагревательного элемента 130, например перпендикулярен или наклонен к продольной оси изделия 500.
В некоторых вариантах выполнения изделие 500 может иметь полость, образованную в ней для размещения нагревательного элемента 130 во время использования. В некоторых вариантах выполнения образующий дым материал может определять, по меньшей мере, часть полости. В некоторых вариантах выполнения, по меньшей мере, часть полости может быть определена теплопроводным карманом, втулкой или вставкой. Карман, втулка или вставка могут быть выполнены, например, из фольги, например, из алюминиевой фольги. В некоторых вариантах выполнения очиститель 530 может определять, по меньшей мере, часть полости, так чтобы он мог контактировать с нагревательным элементом 130, кода нагревательный элемент перемещается внутри полости во время использования. Например, очиститель 530 может определять вход в полость.
На фиг. 4a показан схематичный вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения. Устройство 200 этого варианта выполнения идентично устройству 100 из фиг. 1 и 2 за исключением признаков, которые определяют зону 113 нагрева, и формы нагревательного элемента 130. Следовательно, для краткости повторное описание различных признаков устройства 200 опущено, и на фигурах показаны только те компоненты устройства 200, которые необходимы для понимания технических признаков и преимуществ, описанных ниже. Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения применительно к устройству 200 из фиг. 4a можно предусмотреть любую из вышеописанных возможных разновидностей устройства 100 из фиг. 1 и 2.
В этом варианте выполнения нагревательный элемент 130 содержит нагревательный элемент, который состоит полностью или, по существу, полностью, из нагревающегося материала, и покрытие 136 на нагревательном элементе отсутствует. Однако в других вариантах выполнения нагревательный элемент 130 может иметь такую же конструкцию, как и нагревательный элемент 130 устройства 100 из фиг. 1 и 2, или любая из ее вышеописанных разновидностей.
В этом варианте выполнения тело 110, ограничивающее зону 113 нагрева, отсутствует, и вместо этого зона 113 нагрева образована между первым и вторым элементами 160, 170, которые могут перемещаться друг к другу для сжатия зоны 113 нагрева. На фиг. 4a первый и второй элементы 160, 170 показаны в первом состоянии, в котором первой и второй элементы 160, 170 расположены друг от друга на первом расстоянии. Первый и второй элементы 160, 170 могут перемещаться относительно друг друга для уменьшения расстояния между первым и вторым элементами 160, 170 до тех пор, пока первый и второй элементы 160, 170 не достигнут второго состояния, как показано на фиг. 4b, в котором первый и второй элементы 160, 170 расположены на втором расстоянии друг от друга, которое меньше первого расстояния. В этом варианте выполнения каждый из первого и второго элементов 160, 170 может перемещаться относительно нагревательного элемента 130. В других вариантах выполнения один из первого и второго элементов 160, 170 может перемещаться относительно нагревательного элемента 130. В этом варианте выполнения каждый из первого и второго элементов 160, 170 может перемещаться относительно катушки 122. В других вариантах выполнения только один из первого и второго элементов 160, 170 может перемещаться относительно катушки 122 или ни один из указанных элементов не может перемещаться относительно катушки. Другими словами, катушка 122 может перемещаться или деформироваться в результате относительного перемещения первого и второго элементов 160, 170.
В этом варианте выполнения первый и второй элементы 160, 170 не содержат никакого нагревающегося материала, который может нагреваться за счет изменяющегося магнитного поля. Таким образом, при генерировании изменяющегося магнитного поля с помощью генератора магнитного поля большее количество энергии изменяющегося магнитного поля будет доступно для обеспечения нагрева нагревательного элемента 130. Однако в других вариантах выполнения один из первого и второго элементов 160 170 или оба указанных элемента могут содержать нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
Во время использования изделие, содержащее образующий дым материал, может быть расположено в зоне 113 нагрева, когда первый и второй элементы 160, 170 находятся в относительном положении, показанном на фиг. 4a. Первый и второй элементы 160, 170 в дальнейшем могут перемещаться относительно друг друга в состояние, показанное на фиг. 4b, для сжатия зоны 113 нагрева и содержащегося в нем изделия. Другими словами, изделие может сдавливаться одной или обеими соответствующими внутренними поверхностями 161, 171 первого и второго элементов 160, 170. Такое сжатие может способствовать увеличению возможности передачи тепла от нагревательного элемента 130 для его проникновения в образующий дым материал, что может обеспечить улучшенное или более полное испарение, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала. После того, как испаряющийся компонент (компоненты) образующего дым материала, будут израсходованы, первый и второй элементы 160, 170 могут взаимно переместиться назад в состояние, показанное на фиг. 4a, для облегчения удаления изделия из зоны 113 нагрева.
В других вариантах выполнения нагревательный элемент 130 внутри зоны 113 нагрева может отсутствовать. На фиг. 5a показан схематический вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения. Устройство 300 этого варианта выполнения идентично устройству 200 из фиг. 4a и 4b за исключением признаков, описанных в приведенных ниже параграфах. Следовательно, для краткости повторное описание различных признаков устройства 300 отсутствует, и на фигурах показаны только те компоненты устройства 300, которые необходимы для понимания технических признаков и преимуществ, описанных ниже. Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения применительно к устройству 300 из фиг. 5a можно предусмотреть любую из вышеописанных возможных разновидностей устройства 200 из фиг. 4a.
В этом варианте выполнения вышеописанный нагревательный элемент 130 отсутствует, и зона 113 нагрева не содержит никакого нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Это устройство 300 предназначено для использования с изделием, которое содержит как образующий дым материал, так и нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Следовательно, генератор магнитного поля выполнен с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникает в зону 113 нагрева во время использования, что обусловливает нагрев нагревающегося материала изделия.
В этом варианте выполнения внутренние поверхности 161, 171 первого и второго элементов 160, 170 имеют соответствующие выступы 165, 175, продолжающиеся от них в зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения выступы 165, 175 расположены в шахматном порядке или смещены относительно друг друга, так что когда первый и второй элементы 160, 170 взаимно перемещаются в направлении друг друга, что бы достигнуть состояния, показанного на фиг. 5b, в котором зона 113 нагрева сжата, выступы 165, 175, не контактируют друг с другом. Кроме того, во время использования, когда изделие находится в зоне 113 нагрева, и первый и второй элементы 160, 170 перемещаются относительно друг друга для сжатия зоны 113 нагрева, смещенный выступы 165, 175 действуют таким образом, чтобы прикладывать смещенные усилия к изделию и деформировать изделие для придания ему зигзагообразной или волнистой формы. Это может обеспечить эффект создания извилистой траектории течения по образующему дым материалу изделия, что может создавать турбулентность воздуха, проходящего через образующий дым материал, для способствования захвату воздухом испаряющегося материала, который образуется при нагреве образующего дым материала. Однако в других вариантах выполнения выступы 165, 175 могут быть не смещены относительно друг друга.
Устройство 300 на фиг. 5a и 5b может функционировать сходным образом с функционированием устройства 200 из фиг. 4ф и 4b. Таким образом, изделие, содержащее образующий дым материал и нагревающийся материал, может быть расположено в зоне 113 нагрева, когда первый и второй элементы 160, 170 находятся в относительном положении, показанном на фиг. 5a. Первый и второй элементы 160, 170 в дальнейшем могут перемещаться относительно друг друга в состояние, показанное на фиг. 5b, для сжатия зоны 113 нагрева и содержащегося в нем изделия. Это может обеспечить одно или несколько преимущества, описанных выше. После того, как испаряющийся компонент (компоненты) образующего дым материала, будут израсходованы, первый и второй элементы 160, 170 могут взаимно переместиться назад в состояние, показанное на фиг. 5a, для облегчения удаления изделия из зоны 113 нагрева.
В разновидности устройства 300, показанного на фиг. 5a и 5b, один из первого и второго элементов 160, 170 или оба эти элемента могут содержать нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Например, выступы 165, 175 одного из первого и второго элементов 160, 170 или обоих этих элементов могут содержать такой нагревающийся материал. Это может дополнительно увеличить возможность передачи тепла от нагревающегося материала для его проникновения в образующий дым материал изделия в зоне 113 нагрева во время использования. В некоторых вариантах выполнения выступы 165, 175 могут быть петлеобразными или кольцеобразными.
В некоторых вариантах выполнения, которые являются разновидностями устройства 300, показанного на фиг. 5a и 5b, выступы 165, 175 одного из первого и второго элементов 160, 170 или обоих этих элементов могут отсутствовать.
В некоторых вариантах выполнения, которые являются разновидностями устройства 300, показанного на фиг. 5a и 5b, устройство 300 может содержать нагревающийся элемент 130 устройства 200, показанного на фиг. 4a и 4b.
В некоторых вариантах выполнения, которые являются разновидностями устройства 200, показанного на фиг. 4a и 4b, внутренние поверхности 161, 171 первого и второго элементов 160, 170 могут иметь соответствующие выступы, продолжающиеся от этих поверхностей в зону 113 нагрева таким же образом, как и выступы 165, 175 устройства 300, показанного на фиг. 5a и 5b. Такие выступы в устройстве 200 на фиг. 4a и 4b могут иметь любое из признаков, описанных выше в отношении выступов 165, 75 устройства 300, показанного на фиг. 5a и 5b.
В некоторых вариантах выполнения нагревающийся материал нагревательного элемента 130 может содержать разрывы или отверстия. Такие разрывы или отверстия могут действовать в качестве терморазрывов для регулирования степени, до которой нагреваются во время использования различные области образующего дым материала. Участки нагревающегося материала с разрывами или отверстиями могут нагреваться до меньшей степени, чем участки разрывов или отверстий. Это может способствовать постепенному нагреванию образующего дым материала и, таким образом постепенному генерированию пара.
В каждом из вышеописанных вариантов выполнения образующий дым материал содержит табак. Однако в соответствующих разновидностях каждого из этих вариантов выполнения образующий дым материал может состоять из табака, может состоять, по существу, полностью из табака, может содержать табак и образующий дым материал, который не является табаком, может содержать образующий дым материал, который не является табаком, или может не содержать табак. В некоторых вариантах выполнения образующий дым материал может содержать пар или аэрозоль, образующий вещество или увлажнитель, например, глицерол, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
В некоторых вариантах выполнения вышеописанные изделия реализуют, поставляют и т.д. отдельно от устройства 100, 200, 300, с которым их можно использовать. Однако в некоторых вариантах выполнения устройство 100, 200, 300 и одно или несколько изделий могут быть представлены в виде системы, например комплекта или сборочной единицы, возможно с дополнительными компонентами, такими как чистящие принадлежности.
Настоящее изобретение может быть внедрено в виде системы, содержащей любое из описанных в настоящей заявке изделий и любое из описанных в настоящей заявке устройств, причем само устройство также имеет нагревающийся материал, такой как сусцептор, для нагрева посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, генерируемого генератором магнитного поля. Тепло, генерируемое в нагревающемся материале самого устройства, может предаваться изделию для дальнейшего нагрева помещенного в него образующего дым материала.
Для решения различных проблем и повышения существующего уровня техники все содержание настоящей заявки сопровождается описанием различных вариантов выполнения, с помощью которых заявленное изобретение может быть внедрено на практике и которые позволяют получить устройство высокого качества для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, изделия высокого качества для использования с таким устройством и системы высокого качества, содержащие такие изделия и такое устройство. Преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения представлены только в виде показательного образца вариантов выполнения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они предназначены только для облегчения понимания и изучения заявленных отличительных признаков. Следует принять во внимание, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты изобретения не рассматриваются как ограничения изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничения эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты выполнения и выполняться модификации без отклонения от объема и/или сущности изобретения. Различные варианты выполнения могут надлежащим образом содержать, состоять или, по существу, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, отличительных признаков, частей, этапов, средств и т.д. Раскрытие может включать в себя другие изобретения, которые не заявлены в настоящем описании, но могут быть заявлены в дальнейшем.