УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR SMOKING MATERIAL HEATING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение касается устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, изделий для использования с таким устройством, систем, которые содержат такое устройство и такие изделия, и способов нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и подобных, при использовании сжигают табак с целью создания табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы этим изделиям, путем создания товаров, в которых вещества высвобождают без сжигания. Примерами таких товаров являются так называемые товары «нагревать, но не сжигать» или нагревающие табак устройства или товары, в которых вещества высвобождают путем нагревания материала, а не его сжигания. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным товаром, который может как содержать, так и не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложено изделие для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала, указанное изделие содержит: объект из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля; теплопроводный элемент, который не предназначен для курения и который находится в тепловом контакте с объектом из нагревающего материала и так расположен относительно объекта из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала вызывает постепенное нагревание элемента; и курительный материал, который находится в тепловом контакте с элементом и так располагаться относительно элемента, что постепенное нагревание вызывает постепенное нагревание курительного материала.
В одном примере варианта осуществления изобретения элемент находится в поверхностном контакте с объектом из нагревающего материала.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал находится в поверхностном контакте с элементом.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала по меньшей мере частично встроен в элемент.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала полностью встроен в элемент.
В одном примере варианта осуществления изобретения элемент продолжается по меньшей мере вдоль большей части длины курительного материала.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала расположен только у первого концевого участка элемента; и противоположный второй концевой участок элемента не содержит нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит металл или сплав металла.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал содержит табак и/или один или несколько увлажнителей.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал не является жидкостью.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, указанное устройство содержит: генератор магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля; объект из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля; теплопроводный элемент, который не предназначен для курения и который находится в тепловом контакте с объектом из нагревающего материала и так расположен относительно объекта из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля вызывает постепенное нагревание элемента; и зону нагревания, которая выполнена с возможностью расположения по меньшей мере участка изделия, содержащего курительный материал, при этом зона нагревания находится в тепловом контакте с элементом и так расположена относительно элемента, что его постепенное нагревание вызывает постепенное нагревание зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала по меньшей мере частично встроен в элемент.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала полностью встроен в элемент.
В одном примере варианта осуществления изобретения объект из нагревающего материала расположен только в первом концевом участке элемента; и противоположный второй концевой участок элемента не содержит нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
В одном примере варианта осуществления изобретения элемент выступает в зону нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения элемент продолжается по меньшей мере частично вокруг зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения элемент продолжается по меньшей мере вдоль большей части длины зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения первый и второй участки элемента обладают разными соответствующими теплоемкостями.
В одном примере варианта осуществления изобретения второй участок элемента толще первого участка элемента; объект из нагревающего материала находится в поверхностном контакте только с первым участком элемента; и второй концевой участок элемента не содержит нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
В одном примере варианта осуществления изобретения теплоемкость изменяется в зависимости от расстояния вдоль элемента.
В одном примере варианта осуществления изобретения теплоемкость изменяется по меньшей мере вдоль большей части длины зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения первый и второй участки элемента обладают разными соответствующими теплоемкостями в результате того, что толщина первого участка нагревающего материала отличается от толщины второго участка нагревающего материала.
В одном примере варианта осуществления изобретения состав материала первого участка элемента совпадает с составом материала второго участка элемента.
В одном примере варианта осуществления изобретения состав материала элемента однороден в элементе.
В одном примере варианта осуществления изобретения плотность первого участка элемента совпадает с плотностью второго участка элемента.
В одном примере варианта осуществления изобретения плотность элемента однородна в элементе.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство выполнено с возможностью нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без сжигания курительного материала.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложена система для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, указанная система содержит: изделие, содержащее курительный материал; и устройство, содержащее: генератор магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля, объект из нагревающего материала, который выполнен с возможностью нагревания благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, теплопроводный элемент, который не предназначен для курения и который находится в тепловом и поверхностном контакте с объектом из нагревающего материала и так расположен относительно объекта из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля вызывает постепенное нагревание элемента, и зону нагревания, выполненную с возможностью расположения по меньшей мере участка изделия, при этом зона нагревания находится в тепловом контакте с элементом и так расположена относительно элемента, что указанное постепенное нагревание вызывает постепенное нагревание зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство системы, которая соответствует третьему аспекту, является устройством, которое соответствует второму аспекту. Устройство системы, соответствующей третьему аспекту, может обладать любым одним или несколькими описанными выше признаками, как признаками, которые присутствуют в соответствующих примерах вариантов осуществления устройства, которое соответствует второму аспекту.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложен способ нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, указанный способ включает в себя следующее: предусматривают объект из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля; предусматривают теплопроводный элемент, который не предназначен для курения и который находится в тепловом контакте с объектом из нагревающего материала и так расположен относительно объекта из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля вызывает постепенное нагревание элемента; предусматривают курительный материал, который находится в тепловом контакте с элементом; и проникают в нагревающий материал с помощью изменяющегося магнитного поля, чтобы вызвать постепенное нагревание элемента, тем самым вызвать постепенное нагревание курительного материала.
Краткое описание чертежей
Далее, только для примера, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 2 - вид в перспективе, схематично показывающий изделие с фиг. 1;
на фиг. 3 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 4 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другого устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 5 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другого устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 6 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера системы, содержащей изделие, которое содержит курительный материал материал и устройство с фиг. 3 для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 7 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другой системы, содержащей изделие, которое содержит курительный материал и устройство с фиг. 4 для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 8 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другой системы, содержащей изделие, которое содержит курительный материал, и устройство с фиг. 5 для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала; и
на фиг. 9 - вид, показывающий блок-схему, иллюстрирующую пример способа нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Осуществление изобретения
В настоящем документе термин «курительный материал» включает в себя материалы, которые при нагревании предоставляют испаренные компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля. «Курительный материал» может быть материалом, не содержащим табак, или материалом, содержащим табак. «Курительный материал» может, например, содержать один или несколько элементов из следующего: собственно табак, производные табака, взорванный табак, восстановленный табак, экстракт табака, гомогенизированный табак или заменители табака. Курительный материал может быть в форме размолотого табака, резанного табака, прессованного табака, восстановленного табака, восстановленного курительного материала, жидкости, геля, загущенного листа, порошка или окускованного материала или подобного. «Курительный материал» также может содержать другие, не табачные, товары, которые, в зависимости от товара, могут как содержать, так и не содержать никотин. «Курительный материал» может содержать один или несколько увлажнителей, таких как глицерин или пропиленгликоль.
В настоящем документе термин «нагревающий материал» или «материал нагревателя» относится к материалу, который может быть нагрет при проникновении изменяющегося магнитного поля.
Индукционное нагревание представляет собой процесс, в котором электропроводящий объект нагревают благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и устройство для прохождения изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через электромагнит. Когда электромагнит и объект, подлежащий нагреванию, подходящим образом расположены друг относительно друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, выработанное электромагнитом, проникает в объект, внутри объекта вырабатываются один или несколько вихревых токов. Указанный объект обладает сопротивлением относительно течения электрических токов. Следовательно, когда в объекте вырабатываются такие вихревые токи, их течение с учетом электрического сопротивления объекта порождает нагревание объекта. Этот процесс называется джоулевым, омическим или резистивным нагреванием. Объект, который может быть нагрет индуктивно, называют воспринимающим элементом.
Было обнаружено, что, когда воспринимающий элемент обладает формой замкнутого контура, улучшается магнитное взаимодействие воспринимающего элемента и используемого электромагнита, что приводит к большему или улучшенному джоулевому нагреванию.
Нагревание благодаря магнитному гистерезису представляет собой процесс, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Магнитный материал можно рассматривать как содержащий много магнитов атомного масштаба или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи ориентируются в соответствии с магнитным полем. Следовательно, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, порожденное электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется в соответствии с приложенным изменяющимся магнитным полем. Такая переориентация магнитных диполей порождает выработку теплоты в магнитном материале.
Когда объект является как электропроводящим, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может породить в объекте как джоулево нагревание, так и нагревание благодаря магнитному гистерезису. Более того, использование магнитного материала может усилить магнитное поле, что может увеличить джоулево нагревание.
В каждом из упомянутых выше процессов, так как теплоту вырабатывают внутри самого объекта, а не с помощью внешнего источника теплоты с помощью теплопередачи, может быть получено быстрое увеличение температуры в объекте и более равномерное распределение теплоты, особенно благодаря выбору подходящего материала объекта и геометрии, и подходящей величины и ориентации относительно объекта изменяющегося магнитного поля. Более того, так как индукционное нагревание и нагревание благодаря магнитному гистерезису не требуют организации физического соединения источника изменяющегося магнитного поля и объекта, свобода проектирования и управления профиля нагревания могут быть больше и могут быть снижены затраты.
На фиг. 1 и 2 показано схематичное поперечное сечение и схематичный вид в перспективе примера изделия, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Изделие 1 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Изделие 1 содержит объект 10 из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, теплопроводный элемент 20, который не предназначен для курения, курительный материал 30 и оболочку 40 вокруг курительного материала 30. Примеры каждого из этих материалов будут обсуждаться ниже.
Оболочка 40 определяет внешнюю поверхность изделия 1 и может контактировать с устройством при использовании. В этом варианте осуществления изобретения изделие 1 является удлиненным и цилиндрическим, обладающим, по существу, круглым поперечным сечением. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения изделие 1 может обладать поперечным сечением, отличным от круглого, и/или изделие 1 может не быть удлиненным и/или цилиндрическим. В этом варианте осуществления изобретения изделие 1 обладает пропорциями, близкими к пропорциям сигареты.
В этом варианте осуществления изобретения оболочка 40 содержит обертку 42, которая обернута вокруг курительного материала 30, так что свободные концы обертки 42 накладываются друг на друга. Таким образом, обертка 42 образует всю или большую часть периферийной внешней поверхности изделия 1. Обертка 42 может быть выполнена из бумаги, восстановленного курительного материала, такого как восстановленный табак, или подобного. Оболочка 40, соответствующая этому варианту осуществления изобретения, также содержит клеящее вещество (не показано), которое склеивает друг с другом наложенные свободные концы обертки 42. Клеящее вещество может содержать одно или несколько веществ, например, из следующих: аравийская камедь, природные или синтетические смолы, крахмалы и лак. Клеящее вещество помогает предотвратить отделение наложенных свободных концов обертки 42. В других вариантах осуществления изобретения клеящее вещество может отсутствовать.
Оболочка 40 окружает курительный материал 30. Оболочка 40 помогает защитить курительный материал 30 от повреждения при транспортировке и использовании изделия 1. При использовании, оболочка 40 также может помочь направлению потока воздуха в курительный материал 30 и через курительный материал 30 и может помочь направлению потока пара или аэрозоля через курительный материал 30 и из курительного материала 30.
В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 30 может обладать формой трубки. Трубка обладает, по существу, круглым поперечным сечением. Курительный материал 30 продолжается от одного конца изделия 1 до противоположного конца изделия 1. Таким образом, при использовании, воздух может быть втянут в курительный материал 30 на одном конце изделия 1, воздух может пройти через курительный материал 30 и подхватить испаренные компоненты, высвобожденные из курительного материала 30, и далее испаренные компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля, могут выйти из курительного материала 30 на противоположном конце изделия 1. В этом варианте осуществления изобретения, в котором изделие 1 является удлиненным, указанные концы изделия 1, между которыми продолжается курительный материал 30 являются противоположными концами изделия 1 в продольном направлении. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения эти концы могут быть любыми двумя концами или сторонами изделия, такими как любые два противоположных конца или стороны изделия.
Элемент 20 является удлиненным и продолжается от одного конца курительного материала 30 до противоположного конца курительного материала 30. Указанное может помочь обеспечить более полное нагревание курительного материала 30 при использовании. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения элемент 20 может не продолжаться до какого-либо из противоположных концов курительного материала 30 или может продолжаться только до одного из концов курительного материала 30, и может быть расположен на расстоянии от другого конца курительного материала 30. Элемент 20 может продолжаться вдоль большей части длины курительного материала 30.
Элемент 20 продолжается от одного конца изделия 1 до противоположного конца изделия 1. Указанное может помочь в изготовлении изделия 1. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения элемент 20 может не продолжаться до какого-либо из противоположных концов изделия 1, или может продолжаться только до одного из концов изделия 1 и может быть расположен на расстоянии от другого конца изделия 1.
В этом варианте осуществления изобретения элемент 20 продолжается вдоль оси, которая, по существу, выровнена с осью изделия 1. Указанное может помочь в изготовлении изделия 1. В этом варианте осуществления изобретения выровненные оси совпадают. В одной вариации этого варианта осуществления изобретения выровненные оси могут быть параллельны друг другу. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения оси могут быть наклонены друг относительно друга.
В этом варианте осуществления изобретения элемент 20 окружен курительным материалом 30. То есть, курительный материал 30 продолжается вокруг элемента 20. В вариантах осуществления изобретения, в которых элемент 20 не продолжается ни до одного из противоположных концов курительного материала 30, курительный материал 30 может продолжаться вокруг элемента 20 и также закрывать концы элемента 20, так что элемент 20 окружен курительным материалом 30.
Элемент 20 обладает прямоугольным или, по существу, прямоугольным поперечным сечением в направлении, которое перпендикулярно его длине. Элемент 20 содержит две противоположные основные поверхности, соединенные двумя второстепенными поверхностями. Следовательно, глубина или толщина элемента 20 сравнительно мала по сравнению с другими размерами элемента 20. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения элемент 20 может обладать поперечным сечением, форма которого отлична от прямоугольной, например, может быть круглой, эллиптической, кольцеобразной, многоугольной, квадратной, треугольной, звездообразной, обладать формой пластин, отходящих в радиальном направлении, Х-образной, Т-образной, полой или содержать отверстия.
В этом варианте осуществления изобретения поперечное сечение элемента 20 постоянно вдоль длины элемента 20. Более того, в этом варианте осуществления изобретения элемент 20 является плоским или, по существу, плоским. Элемент 20, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, можно рассматривать как плоскую полоску или ленту. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, указанное может не быть справедливым.
В некоторых вариантах осуществления изобретения элемент 20 может не являться плоским. Например, элемент 20 может следовать волнообразному пути, может быть скрученным, рифленым, винтообразным, может обладать спиральной формой, может содержать пластину или полоску или ленту, на которой выполнены выступы и/или вмятины, может содержать сетку или обладать неравномерной, неплоской формой. Такие неплоские формы при использовании могут помочь воздуху, проходящему через изделие 1, подхватить испаренный материал, созданный при нагревании курительного материала 30. Неплоские формы могут обеспечить извилистый путь для следования воздуха, который создает в воздухе завихрения и способствует лучшей теплопередаче от элемента 20 к курительному материалу 30. Неплоские формы также могут увеличить площадь поверхности элемента 20 на единицу длины элемента 20. Указанное может привести к большему или улучшенному нагреванию курительного материала 30 с помощью элемента 20.
Элемент 20 находится в тепловом контакте с объектом 10 из нагревающего материала и находится в поверхностном контакте с объектом 10 из нагревающего материала. В этом варианте осуществления изобретения объект 10 из нагревающего материала встроен в элемент 20. Более конкретно, объект 10 из нагревающего материала окружен элементом 20, так что объект 10 из нагревающего материала полностью встроен в элемент 20. В других вариантах осуществления изобретения объект 10 из нагревающего материала может быть только частично встроен в элемент 20 или объект 10 из нагревающего материала может быть расположен на поверхности элемента 20 и он может быть не встроен в элемент 20. В некоторых других вариантах осуществления изобретения элемент 20 может находиться в тепловом контакте с объектом 10 из нагревающего материала, но не находиться в поверхностном контакте с объектом 10 из нагревающего материала.
В этом варианте осуществления изобретения объект 10 из нагревающего материала расположен только у первого концевого участка элемента 20. Противоположный второй концевой участок элемента 20 не содержит нагревающего материала. Следовательно, объект 10 из нагревающего материала и элемент 20 так расположены друг относительно друга, что при использовании нагревание нагревающего материала вызывает постепенное нагревание элемента 20. Более конкретно, при использовании, тепло, исходящее от объекта 10 из нагревающего материала сначала нагревает первый концевой участок элемента 20, и далее, в свою очередь, нагреваются участки элемента 20, расположенные все дальше от первого концевого участка элемента 20. В других вариантах осуществления изобретения объект 10 из нагревающего материала и элемент 20 могут быть по-другому расположены друг относительно друга, что, тем не менее, позволяет нагреванию нагревающего материала 10 вызывать постепенное нагревание элемента 20. Например, объект 10 из нагревающего материала может быть расположен в середине элемента 20 и на расстоянии как от первого концевого участка элемента 20, так и от второго концевого участка элемента 20.
Объект 10 из нагревающего материала обладает прямоугольным или, по существу, прямоугольным поперечным сечением в направлении, перпендикулярном его длине. Объект 10 из нагревающего материала содержит две противоположные основные поверхности, соединенные двумя второстепенными поверхностями. Следовательно, глубина или толщина объекта 10 из нагревающего материала сравнительно мала по сравнению с другими размерами объекта 10 из нагревающего материала. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения объект 10 из нагревающего материала может обладать поперечным сечением, форма которого отлична от прямоугольной, например, может быть круглой, эллиптической, кольцеобразной, звездообразной, многоугольной, квадратной, треугольной, Х-образной, Т-образной.
Курительный материал 30 находится в тепловом контакте с элементом 20. Следовательно, элемент 20 при использовании может быть нагрет с целью нагревания курительного материала 30. В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 30 находится в поверхностном контакте с элементом 20. Указанного достигают путем приклеивания курительного материала 30 к элементу 20. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения прикрепление может отличаться от приклеивания. В некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал 30 может быть совсем не прикреплен к элементу 20.
В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 30 окружает элемент 20 вдоль всей длины элемента 20. Следовательно, курительный материал 30 так расположен относительно элемента 20, что описанное выше постепенное нагревание элемента 20 вызывает постепенное нагревание курительного материала 30. Более конкретно, при использовании, тепло, исходящее от первой секции элемента 20 в месте, которое сравнительно близко к объекту 10 из нагревающего материала, сначала нагревает прилегающий первый участок курительного материала 30. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала из первого участка курительного материала и образование в нем аэрозоля. С течением времени температура второй секции элемента 20, которая расположена сравнительно далеко от объекта 10 из нагревающего материала, увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка элемента 20. Указанное порождает нагревание второго участка курительного материала 30, который прилегает ко второй секции элемента 20, благодаря теплу, исходящему от второй секции элемента 20. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала из второго участка курительного материала и образование в нем аэрозоля. Соответственно, с течением времени обеспечивается постепенное нагревание курительного материала 30 изделия 1. Это помогает образованию аэрозоля и его сравнительно быстрому высвобождению от конца изделия 1 с целью вдоха пользователем, и одновременно обеспечивает зависимое от времени высвобождение аэрозоля из курительного материала 30, так что аэрозоль продолжает образовываться и высвобождаться даже после прекращения выработки аэрозоля первым участком курительного материала 30. Такое прекращение выработки аэрозоля может иметь место из-за исчерпания испаренных компонентов первого участка курительного материала.
В других вариантах осуществления изобретения курительный материал 30 и элемент 20 могут быть по-другому расположены друг относительно друга, что, тем не менее, позволяет постепенному нагреванию элемента 20 вызывать постепенное нагревание курительного материала 30. Например, курительный материал 30 может быть расположен только на одной стороне элемента 20 и/или может не продолжаться вдоль всей длины элемента 20 и, тем не менее, постепенное нагревание элемента 20 при использовании вызывает постепенное нагревание курительного материала 30. В некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал 30 может быть отделен от элемента 20 промежутком и, тем не менее, находиться в тепловом контакте с элементом 20 и так располагаться относительно элемента 20, что постепенное нагревание элемента 20 вызывает постепенное нагревание курительного материала 30.
На фиг. 3 схематично показан вид в перспективе примера устройства, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Устройство 100 выполнено с возможностью нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Устройство 100 содержит генератор 112 магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля, объект 130 из нагревающего материала, который выполнен с возможностью нагревания благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, теплопроводный элемент 140, который не предназначен для курения и который находится в тепловом и поверхностном контакте с объектом 130 из нагревающего материала и так расположен относительно объекта 130 из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля вызывает постепенное нагревание элемента 140, и зону 111 нагревания, выполненную с возможностью расположения по меньшей мере участка изделия, содержащего курительный материал, при этом зона 111 нагревания находится в тепловом контакте с элементом 140 и так расположена относительно элемента 140, что указанное постепенное нагревание вызывает постепенное нагревание зоны 111 нагревания.
Более конкретно, устройство 100, соответствующее этому варианту осуществления изобретения, содержит основной элемент 110 и мундштук 120. Мундштук 120 может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как пластиковый материал, картон, ацетат целлюлозы, бумага, металл, стекло, керамика или резина. Мундштук 120 определяет расположенный в нем канал 122. Мундштук 120 так расположен относительно основного элемента 110, чтобы закрывать отверстие, ведущее в зону 111 нагревания. Когда мундштук 120 так расположен относительно основного элемента 110, канал 122 мундштука 120 сообщается с зоной 111 нагревания. При использовании канал 122 действует в качестве прохода для пропуска испаренного материала из изделия, вставленного в зону 111 нагревания, до пространства снаружи устройства 100. В этом варианте осуществления изобретения мундштук 120 устройства 100 с возможностью разъединения сцеплен с основным элементом 110, чтобы соединить мундштук 120 с основным элементом 110. В других вариантах осуществления изобретения мундштук 120 и основной элемент 110 могут быть соединены на постоянной основе, например, с помощью шарнира или гибкого элемента. В некоторых вариантах осуществления изобретения, таких как варианты осуществления изобретения, в которых само изделие содержит мундштук, мундштук 120 устройства 100 может отсутствовать.
Устройство 100 может определять входное отверстие для воздуха, благодаря которому зона 111 нагревания сообщается с пространством, находящимся снаружи устройства 100. Такое входное отверстие для воздуха может быть определено основным элементом 110 устройства 100 и/или мундштуком 120 устройства 100. Пользователь может быть способен вдохнуть испаренный компонент (компоненты) курительного материала путем втягивания испаренного компонента (компонентов) через канал 122 мундштука 120. Когда испаренный компонент (компоненты) извлечены из изделия, воздух может быть втянут в зону 111 нагревания через входное отверстие для воздуха устройства 100.
В этом варианте осуществления изобретения основной элемент 110 содержит зону 111 нагревания. Зона 111 нагревания содержит выемку 111 для расположения по меньшей мере участка изделия. В других вариантах осуществления изобретения зона 111 нагревания может отличаться от выемки, например, быть полкой, поверхностью или выступом, и может требовать механического сопряжения с изделием для взаимодействия с изделием или расположения изделия. В этом варианте осуществления изобретения зона 111 нагревания является удлиненной и ее размеры, и форма выполнены так, чтобы расположить все изделие. В других вариантах осуществления изобретения размеры зоны 111 нагревания таковы, что возможно расположить только участок изделия.
В этом варианте осуществления изобретения генератор 112 магнитного поля содержит источник 113 электроэнергии, катушку 114, устройство 116 для пропускания изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через катушку 114, контроллер 117 и пользовательский интерфейс 118 для того, чтобы пользователь управлял контроллером 117.
Источник 113 электроэнергии, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, является аккумуляторной батареей. В других вариантах осуществления изобретения источник 113 электроэнергии может не быть аккумуляторной батареей, а быть, например, неперезаряжаемой батареей, конденсатором, гибридным устройством из батареи и конденсатора или соединением с источником сетевого электричества.
Катушка 114 может обладать любой подходящей формой. В этом варианте осуществления изобретения катушка 114 является винтовой катушкой из электропроводящего материала, такого как медь. В некоторых вариантах осуществления изобретения генератор 112 магнитного поля может содержать магнитопроницаемый сердечник, на который намотана катушка 114. Такой магнитопроницаемый сердечник концентрирует магнитный поток, выработанный катушкой 114 при использовании, и делает магнитное поле более мощным. Магнитопроницаемый сердечник может быть выполнен, например, из железа. В некоторых вариантах осуществления изобретения магнитопроницаемый сердечник может только частично продолжаться вдоль длины катушки 11, чтобы концентрировать магнитный поток только в определенных областях. В некоторых вариантах осуществления изобретения катушка может быть плоской катушкой. То есть, катушка может быть двумерной спиралью.
Из рассмотрения фиг. 3 ясно, что в этом варианте осуществления изобретения элемент 140 выступает в зону 111 нагревания. Длина элемента 140 измеряет от первого свободного конца до второго конца, у которого элемент 140 прикреплен к оставшейся части основного элемента 110. Свободный конец так расположен относительно зоны 111 нагревания, чтобы входить в изделие при вставке изделия в зону 111 нагревания. Элемент 140 продолжается вдоль большей части длины зоны 111 нагревания. В некоторых вариантах осуществления изобретения элемент 140 продолжается вдоль всей длины зоны 111 нагревания.
Элемент 140 обладает прямоугольным поперечным сечением в направлении, перпендикулярном его длине. Глубина или толщина элемента 140 сравнительно малы по сравнению с другими размерами элемента 140. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения элемент 140 может обладать поперечным сечением, форма которого отлична от прямоугольной, например, может быть круглой, эллиптической, кольцеобразной, звездообразной, многоугольной, квадратной, треугольной, Х-образной, Т-образной. В этом варианте осуществления изобретения поперечное сечение элемента 140 постоянно вдоль длины элемента 140. Более того, в этом варианте осуществления изобретения элемент 140 является плоским или, по существу, плоским. Элемент 140, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, можно рассматривать как плоскую полоску. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, указанное может не быть справедливым. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения элемент 140 может быть полым или содержать отверстия.
В этом варианте осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала встроен в элемент 140. Более конкретно, объект 130 из нагревающего материала окружен элементом 140, так что объект 130 из нагревающего материала полностью встроен в элемент 140. В других вариантах осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала может быть только частично встроен в элемент 140 или объект 130 из нагревающего материала может быть расположен на поверхности элемента 140, и он может быть не встроен в элемент 140. В некоторых других вариантах осуществления изобретения элемент 140 может находиться в тепловом контакте с объектом 130 из нагревающего материала, но не находиться в поверхностном контакте с объектом 130 из нагревающего материала.
Объект 130 из нагревающего материала обладает прямоугольным или, по существу, прямоугольным поперечным сечением в направлении, перпендикулярном его длине. Объект 130 из нагревающего материала содержит две противоположные основные поверхности, соединенные двумя второстепенными поверхностями. Следовательно, глубина или толщина объекта 130 из нагревающего материала сравнительно мала по сравнению с другими размерами объекта 130 из нагревающего материала. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала может обладать поперечным сечением, форма которого отлична от прямоугольной, например, может быть круглой, эллиптической, кольцеобразной, звездообразной, многоугольной, квадратной или треугольной.
В этом варианте осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала расположен только у первого концевого участка элемента 140, который в этом случае является свободным концом элемента 140. Противоположный второй концевой участок элемента 140 не содержит нагревающего материала. Следовательно, объект 130 из нагревающего материала и элемент 140 так расположены друг относительно друга, что при использовании нагревание нагревающего материала вызывает постепенное нагревание элемента 140. Более конкретно, при использовании тепло, исходящее от объекта 130 из нагревающего материала сначала нагревает первый концевой участок элемента 140. Участки элемента 140, который находятся все дальше от первого концевого участка элемента 140, нагреваются в дальнейшем благодаря переносу тепла от первого концевого участка элемента 140. В других вариантах осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала и элемент 140 могут быть по-другому расположены друг относительно друга, что, тем не менее, позволяет нагреванию нагревающего материала 130 вызывать постепенное нагревание элемента 140. Например, объект 130 из нагревающего материала может быть расположен только на втором концевом участке элемента 140 и первый концевой участок элемента 140 может не содержать нагревающего материала.
Следует понимать, что, так как элемент 140 выступает в зону 111 нагревания, то постепенное нагревание элемента 140 вызывает постепенное нагревание зоны 111 нагревания и, таким образом, нагревание всего, что находится в зоне 111 нагревания. Соответственно, когда изделие, содержащее курительный материал, расположено в зоне 111 нагревания при использовании (как показано на фиг. 6, которая будет рассмотрена ниже), тепло, исходящее от первого участка элемента 140 в месте, которое расположено сравнительно близко к объекту 130 из нагревающего материала, нагревает курительный материал в первом участке изделия, которое расположено сравнительно близко к объекту 130 из нагревающего материала. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала из первого участка изделия и образование в нем аэрозоля. С течением времени температура второго участка элемента 140, который расположен сравнительно далеко от объекта 130 из нагревающего материала, увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка элемента 140. Указанное порождает нагревание курительного материала во втором участке изделия, который прилегает ко второму участку элемента 140, благодаря теплу, исходящему от второго участка элемента 140. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала из второго участка изделия и образование в нем аэрозоля. Соответственно, с течением времени обеспечивается постепенное нагревание курительного материала изделия. Аналогично рассмотренному выше, это помогает образованию аэрозоля и его сравнительно быстрому высвобождению от конца изделия с целью вдоха пользователем, и одновременно обеспечивает зависимое от времени высвобождение аэрозоля из курительного материала, так что аэрозоль продолжает образовываться и высвобождаться даже после того, как курительный материал в первом участке изделия прекращает вырабатывать аэрозоль.
Когда изделие расположено в зоне 111 нагревания, элемент 140 находится в тепловом контакте с курительным материалом. Предпочтительно, чтобы, когда изделие расположено в зоне 111 нагревания, элемент 140 находился в поверхностном контакте с курительным материалом изделия. Таким образом, тепло может быть передано непосредственно от элемента 140 к курительному материалу. В других вариантах осуществления изобретения элемент может не находиться в поверхностном контакте с курительным материалом. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал может быть отделен от элемента 140 промежутком или оберткой изделия и, тем не менее, по-прежнему находиться в тепловом контакте с элементом 140.
В этом варианте осуществления изобретения катушка 114 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью зоны 111 нагревания. Выровненные оси совпадают. В одной вариации этого варианта осуществления изобретения выровненные оси могут быть параллельны друг другу. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения оси могут быть наклонены друг относительно друга. Более того, катушка 114 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, совпадает с продольной осью элемента 140. В других вариантах осуществления изобретения продольные оси катушки 114 и элемента 140 могут быть выровнены друг с другом, располагаясь параллельно друг другу, или могут быть наклонены друг относительно друга. В этом варианте осуществления изобретения катушка 114 и остальная часть генератора 112 магнитного поля находятся в зафиксированном положении относительно элемента 140 и зоны 111 нагревания.
В этом варианте осуществления изобретения устройство 116 для пропуска изменяющегося тока через катушку 114 электрически соединено между источником 113 электроэнергии и катушкой 114. В этом варианте осуществления изобретения контроллер 117 также электрически соединен с источником 113 электроэнергии и соединен с устройством 116 с возможностью осуществления связи с целью управления устройством 116. Более конкретно, в этом варианте осуществления изобретения контроллер 117 выполнен с возможностью управления устройством 116, чтобы управлять подачей электрической энергии от источника 113 электроэнергии на катушку 114. В этом варианте осуществления изобретения контроллер 117 содержит интегральную схему (IC), такую как IC на печатной плате (PCB). В других вариантах осуществления изобретения контроллер 117 может принимать другую форму. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство может быть единственным электрическим или электронным компонентом, содержащим устройство 116 и контроллер 117. В этом варианте осуществления изобретения пользователь управляет контроллером 117 с помощью пользовательского интерфейса 118. В этом варианте осуществления изобретения пользовательский интерфейс 118 расположен снаружи основного элемента 110. Пользовательский интерфейс 118 может содержать нажимную кнопку, переключатель, сенсорный экран или подобное. В других вариантах осуществления изобретения пользовательский интерфейс 118 может быть удаленным, и он может быть беспроводным образом, например с помощью Bluetooth, соединен с оставшейся частью устройства.
В этом варианте осуществления изобретения работа пользователя с пользовательским интерфейсом 118 побуждает контроллер 117 работать так, чтобы устройство 116 пропускало переменный электрический ток через катушку 114, чтобы побудить катушку 114 выработать переменное магнитное поле. Катушка 114 и объект 130 из нагревающего материала устройства 100 расположены подходящим образом друг относительно друга, так что изменяющееся магнитное поле, выработанное катушкой 114, проникает в объект 130 из нагревающего материала. В этом варианте осуществления изобретения нагревающий материал является электропроводящим материалом и, таким образом, указанное проникновение вызывает выработку в нагревающем материале одного или нескольких вихревых токов. Течение вихревых токов в нагревающем материале при электрическом сопротивлении нагревающего материала вызывает джоулево нагревание нагревающего материала. Когда нагревающий материал выполнен из магнитного материала, ориентация магнитных диполей в нагревающем материале изменяется в соответствии с изменением приложенного магнитного поля, что порождает выработку теплоты в нагревающем материале.
В этом варианте осуществления изобретения импеданс катушки 114 генератора 112 магнитного поля равен или, по существу, равен импедансу объекта 130 из нагревающего материала. Если импеданс объекта 130 из нагревающего материала будет, в отличие от сказанного, меньше импеданса катушки 114, то напряжение, выработанное в объекте 130 из нагревающего материала при использовании, может быть меньше напряжения, которое может быть выработано в объекте 130 из нагревающего материала, когда импедансы совпадают. В качестве альтернативы, если импеданс объекта 130 из нагревающего материала будет, в отличие от сказанного, больше импеданса катушки 114, то электрический ток, выработанный в объекте 130 из нагревающего материала при использовании, может быть меньше тока, который может быть выработан в объекте 130 из нагревающего материала, когда импедансы совпадают. Совпадение импедансов может помочь сбалансировать напряжение и ток с целью максимизации тепловой энергии, выработанной в объекте 130 из нагревающего материала во время использования. В некоторых вариантах осуществления изобретения импеданс устройства 116 может быть равен или, по существу, может быть равен объединенному импедансу катушки 114 и нагревающего материала 130.
Устройство 100, соответствующее этому варианту осуществления изобретения, содержит датчик 119 температуры, выполненный с возможностью измерения температуры зоны 111 нагревания. Датчик 119 температуры соединен с контроллером 117 с возможностью осуществления связи, так что контроллер 117 способен отслеживать температуру зоны 111 нагревания. На основе одного или нескольких сигналов, принятых от датчика 119 температуры, контроллер 117 может побудить устройство 116, при необходимости, отрегулировать характеристику изменяющегося или переменного электрического тока, проходящего через катушку 114, чтобы обеспечить то, что температура зоны 111 нагревания остается в заранее заданном диапазоне температур. Упомянутая характеристика, например, может быть амплитудой или частотой или рабочим циклом. В рамках упомянутого заранее заданного диапазона температур, при использовании, курительный материал в изделии, который расположен в зоне 111 нагревания, нагревается достаточно для того, чтобы испарять по меньшей мере один компонент курительного материала без сжигания курительного материала. Соответственно, контроллер 117 и устройство 100 в целом выполнены с возможностью нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без сжигания курительного материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения, упомянутый диапазон температур составляет примерно от 50°C до примерно 300°C, например, примерно от 50°C до примерно 250°C, примерно от 50°C до примерно 150°C, примерно от 50°C до примерно 120°C, примерно от 50°C до примерно 100°C, примерно от 50°C до примерно 80°C или примерно от 60°C до примерно 70°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения упомянутый диапазон температур составляет примерно от 170°C до примерно 220°C. В других вариантах осуществления изобретения диапазон температур может отличаться от указанного диапазона. В некоторых вариантах осуществления изобретения верхний предел диапазона температур может превосходить 300°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения датчик 119 температуры может отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может обладать температурой Кюри, выбранной на основе максимальной температуры, до которой желательно нагреть нагревающий материал, так что затрудняется или предотвращается дополнительное нагревание нагревающего материала выше этой температуры с помощью индукционного нагревания.
На фиг. 4 схематично показано поперечное сечение примера другого устройства, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Устройство 200 с фиг. 4 идентично устройству 100 с фиг. 3 за исключением формы элемента 140 устройства. Следовательно, для краткости снова не будут подробно описаны признаки, общие для этих двух вариантов осуществления изобретения. Любая из описанных выше возможных вариаций устройства 100 с фиг. 3 может быть использована в устройстве 200 с фиг. 4 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления изобретения.
Теплоемкость объекта пропорциональна массе (весу) объекта, умноженной на его удельную теплоемкость (способность объекта сохранять тепловую энергию). Разные участки объекта могут обладать разными теплоемкостями только в случае разных весов или плотностей и/или если отличаются их удельные теплоемкости.
В этом варианте осуществления изобретения первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 обладают разными соответствующими теплоемкостями. Состав материала и плотность первого участка 140а элемента 140 совпадают с составом материала и плотностью второго участка 140b элемента 140. Фактически состав материала и плотность элемента 140 могут быть однородными в элементе 140. Тем не менее, первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 обладают разными соответствующими теплоемкостями благодаря тому, что толщина первого участка 140а элемента 140 отличается от толщины второго участка 140b элемента 140. Более конкретно, второй участок 140b элемента 140 обладает большей теплоемкостью по сравнению с первым участком 140а элемента 140 благодаря тому, что второй участок 140b элемента 140 толще первого участка 140а элемента 140.
В этом варианте осуществления изобретения теплоемкость непрерывно увеличивается при увеличении расстояния вдоль длины элемента 140 от свободного первого конца элемента 140 до второго конца элемента 140. Более конкретно, в этом варианте осуществления изобретения теплоемкость увеличивается линейно или, по существу, линейно при увеличении расстояния вдоль длины. Указанное объясняется линейным или, по существу, линейным увеличением толщины элемента 140 при увеличении расстояния от свободного конца вдоль длины элемента 140. Другими словами, элемент 140 линейно расширяется. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения теплоемкость может изменяться не непрерывно в зависимости от расстояния вдоль длины элемента 140. Например, изменение может быть ступенчатым или непрерывным по меньшей мере в одной секции элемента 140 и ступенчатым по меньшей мере в одной другой секции элемента 140. Специалисты в рассматриваемой области легко определят нужный вариант изменения теплоемкости, чтобы обеспечить нужный профиль постепенного нагревания при использовании. Также они способны выбрать надлежащий профиль изменения толщины элемента 140 вдоль его длины, чтобы обеспечить нужный профиль постепенного нагревания.
В других вариантах осуществления изобретения первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 могут обладать разными соответствующими теплоемкостями, что является следствием альтернативных характеристик, которые отличаются для первого и второго участков 140a, 140b. Например, первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 могут обладать разными соответствующими теплоемкостями в результате того, что плотность или состав материала первого участка 140а элемента 140 отличается от плотности или состава материала второго участка 140b элемента 140.
Объект 130 из нагревающего материала встроен только в первый участок 140а элемента 140. Второй участок 140b элемента 140 не содержит нагревающего материала. Проникновение изменяющегося магнитного поля в объект 130 из нагревающего материала вызывает нагревание первого участка 140а элемента 140 со сравнительно высокой скоростью. С течением времени температура второго участка 140b элемента 140 увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка 140а элемента 140. Тем не менее, скорость нагревания элемента 140 уменьшается при увеличении от расстояния от объекта 130 из нагревающего материала из-за увеличения теплоемкости с увеличением расстояния от объекта 130 из нагревающего материала.
Соответственно, при проникновении изменяющегося магнитного поля, выработанного генератором 112, в объект 130 из нагревающего материала, может быть получен эффект постепенного нагревания, аналогичный описанному выше эффекту. То есть при использовании, когда изделие расположено в зоне 111 нагревания (как показано на фиг. 7, которая будет рассмотрена ниже), тепло, исходящее от первого участка 140а элемента 140, нагревает курительный материал в первом участке изделия, который расположен сравнительно близко к объекту 130 из нагревающего материала. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала из первого участка изделия и образование в нем аэрозоля. С течением времени температура второго участка 140b элемента 140, который расположен сравнительно далеко от объекта 130 из нагревающего материала, увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка 140а элемента 140. Указанное порождает нагревание курительного материала во втором участке изделия, который прилегает ко второму участку 140b элемента 140, благодаря теплу, исходящему от второго участка 140b элемента 140. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента материала из второго участка изделия и образование в нем аэрозоля.
Следует понимать, что в этом варианте осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала расположен в первом участке 140а элемента 140, который находится ближе к каналу 122 мундштука 120 по сравнению со вторым участком 140b элемента 140. Следовательно, при использовании, первый участок изделия, которое подлежит нагреванию для испарения компонента (компонентов) курительного материала, также находится ближе к каналу 122 мундштука 120 по сравнению со вторым участком изделия. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, в отличие от сказанного, объект 130 из нагревающего материала может быть расположен во втором участке 140b элемента 140.
На фиг. 5 схематично показано поперечное сечение примера другого устройства, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Устройство 300 с фиг. 5 идентично устройству 100 с фиг. 3 за исключением формы нагревательного элемента, теплопроводного элемента, который не предназначен для курения, зоны нагревания и катушки устройства. Следовательно, для краткости снова не будут подробно описаны признаки, общие для этих двух вариантов осуществления изобретения. Любая из описанных выше возможных вариаций устройства 100 с фиг. 3 может быть использована в устройстве 300 с фиг. 5 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления устройства.
Как отмечено выше, в устройстве 100 с фиг. 3, элемент 140 выступает в зону 111 нагревания. В отличие от сказанного, устройство 300 с фиг. 5 содержит теплопроводный элемент 140, который не предназначен для курения и который продолжается вокруг зоны 111 нагревания. Следовательно, в связи с тем, что в варианте осуществления изобретения с фиг. 3 зону 111 нагревания и любое изделие, расположенное в ней при использовании, нагревают снаружи внутрь, в варианте осуществления изобретения с фиг. 5 зону 111 нагревания и любое изделие, расположенное в ней при использовании, нагревают изнутри наружу.
Элемент 140 является трубчатым теплопроводным элементом 140, который не предназначен для курения и который окружает зону 111 нагревания. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, элемент 140 может не быть полностью трубчатым. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения элемент 140 может быть трубчатым за исключением продолжающегося по оси промежутка или щели, образованной в элементе 140. Элемент 140 обладает, по существу, круглым поперечным сечением. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения элемент 140 может обладать поперечным сечением, отличным от круглого, например, может обладать квадратным, прямоугольным, многоугольным или эллиптическим поперечным сечением. Элемент 140 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью зоны 111 нагревания. В этом варианте осуществления изобретения выровненные оси совпадают. В одной вариации этого варианта осуществления изобретения выровненные оси могут быть параллельны друг другу. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения оси могут быть наклонены друг относительно друга.
В этом варианте осуществления изобретения зона 111 нагревания определена, по меньшей мере частично, с помощью элемента 140. То есть, элемент 140, по меньшей мере частично, определяет или ограничивает зону 111 нагревания. В этом варианте осуществления изобретения поперечное сечение зоны 111 нагревания в направлении, которое перпендикулярно продольной оси зоны 111 нагревания, является постоянным вдоль длины зоны 111 нагревания. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения поперечное сечение может изменяться в зависимости от расстояния вдоль длины зоны 111 нагревания. В этом варианте осуществления изобретения поперечное сечение зоны 111 нагревания является круглым, но в других вариантах осуществления изобретения поперечное сечение зоны 111 нагревания может отличаться от круглого, например, может быть квадратным, прямоугольным, многоугольным или эллиптическим.
Когда изделие, содержащее курительный материал, расположено в зоне 111 нагревания, элемент 140 находится в тепловом контакте с курительным материалом. Предпочтительно, чтобы, когда изделие, содержащее курительный материал, расположено в зоне 111 нагревания, элемент 140 находился в поверхностном контакте с курительным материалом. Таким образом, тепло может быть передано непосредственно от элемента 140 к курительному материалу. В других вариантах осуществления изобретения элемент может не находиться в непосредственном поверхностном контакте с курительным материалом. Примеры того, как можно достичь указанного, рассмотрены выше.
Аналогично элементу 140 из варианта осуществления изобретения с фиг. 4, элемент 140 из варианта осуществления изобретения с фиг. 5 содержит первый участок 140а и второй участок 140b, при этом первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 обладают разными соответствующими теплоемкостями. В этом варианте осуществления изобретения состав материала и плотность первого участка 140а элемента 140 совпадают с составом материала и плотностью второго участка 140b элемента 140. Более того, в этом варианте осуществления изобретения состав материала и плотность элемента 140 могут быть однородными в элементе 140. Первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 обладают разными соответствующими теплоемкостями благодаря тому, что толщина первого участка 140а элемента 140 отличается от толщины второго участка 140b элемента 140. Более конкретно, второй участок 140b элемента 140 обладает большей теплоемкостью по сравнению с первым участком 140а элемента 140 благодаря тому, что второй участок 140b элемента 140 толще первого участка 140а элемента 140.
Аналогично варианту осуществления изобретения с фиг. 4, теплоемкость непрерывно увеличивается при увеличении расстояния вдоль длины элемента 140 от свободного первого конца элемента 140 до второго конца элемента 140. Более конкретно, в этом варианте осуществления изобретения теплоемкость увеличивается линейно или, по существу, линейно при увеличении расстояния вдоль длины. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения теплоемкость может не изменяться непрерывно в зависимости от расстояния вдоль длины элемента 140, аналогично тому, как описано выше.
Аналогично описанному выше, в других вариантах осуществления изобретения первый и второй участки 140a, 140b элемента 140 могут обладать разными соответствующими теплоемкостями, что является следствием альтернативных характеристик, таких как плотность или состав материала, которые отличаются для первого и второго участков 140a, 140b.
Объект 130 из нагревающего материала встроен только в первый участок 140а элемента 140. Второй участок 140b элемента 140 не содержит нагревающего материала. Проникновение изменяющегося магнитного поля в объект 130 из нагревающего материала вызывает нагревание первого участка 140а элемента 140 со сравнительно высокой скоростью. С течением времени температура второго участка 140b элемента 140 увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка 140а элемента 140. Тем не менее, скорость нагревания элемента 140 уменьшается при увеличении от расстояния от объекта 130 из нагревающего материала из-за увеличения теплоемкости с увеличением расстояния от объекта 130 из нагревающего материала.
Соответственно, при проникновении изменяющегося магнитного поля, выработанного генератором 112, в объект 130 из нагревающего материала, может быть получен эффект постепенного нагревания, аналогичный описанному выше эффекту. То есть при использовании, когда изделие расположено в зоне 111 нагревания (как показано на фиг. 8, которая будет рассмотрена ниже), тепло, исходящее от первого участка 140а элемента 140, нагревает курительный материал в первом участке изделия, который расположен сравнительно близко к объекту 130 из нагревающего материала. С течением времени температура второго участка 140b элемента 140, который расположен сравнительно далеко от объекта 130 из нагревающего материала, увеличивается благодаря переносу тепла от первого участка 140а элемента 140. Указанное порождает нагревание курительного материала во втором участке изделия, который прилегает ко второму участку 140b элемента 140, благодаря теплу, исходящему от второго участка 140b элемента 140.
Что касается варианта осуществления изобретения с фиг. 4, в этом варианте осуществления изобретения объект 130 из нагревающего материала расположен в первом участке 140а элемента 140, который находится ближе к каналу 122 мундштука 120 по сравнению со вторым участком 140b элемента 140. Следовательно, при использовании, первый участок изделия, которое подлежит нагреванию для испарения компонента (компонентов) курительного материала также находится ближе к каналу 122 мундштука 120 по сравнению со вторым участком изделия. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, в отличие от сказанного, объект 130 из нагревающего материала может быть расположен во втором участке 140b элемента 140.
В этом варианте осуществления изобретения, как отмечено выше, поперечное сечение зоны 111 нагревания в направлении, которое перпендикулярно продольной оси зоны 111 нагревания, является постоянным вдоль длины зоны 111 нагревания. Более того, также как отмечено выше, толщина или диаметр элемента 140 изменяется линейно в зависимости от расстояния вдоль длины элемента 140. Следовательно, элемент 140 является коническим или обладает формой усеченного конуса. Следует заметить, что катушка 114, соответствующая этому варианту осуществления изобретения, продолжается вдоль оси, которая, по существу, совпадает с продольной осью зоны 111 нагревания. Катушка 114 обладает диаметром, который изменяется в зависимости от расстояния вдоль продольной оси зоны 111 нагревания, так что катушка является конической спиралью. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения катушка 114 может обладать, по существу, постоянным диаметром вдоль всей своей длины, так что катушка 114 является круглой спиралью.
На фиг. 6, 7 и 8 схематично показаны поперечные сечения примеров систем, которые соответствуют соответствующим вариантам осуществления изобретения. Система 1000 с фиг. 6 содержит устройство 100 с фиг. 3 и изделие 2, содержащее курительный материал. Система 2000 с фиг. 7 содержит устройство 200 с фиг. 4 и изделие 3, содержащее курительный материал. Система 3000 с фиг. 8 содержит устройство 300 с фиг. 5 и изделие 4, содержащее курительный материал.
Зона 111 нагревания каждого из устройств 100, 200, 300 выполнена с возможностью расположения изделия 2, 3, 4 соответствующей системы 1000, 2000, 3000. В каждом из этих вариантов осуществления изобретения изделие 2, 3, 4 может быть вставлено в зону 111 нагревания соответствующего устройства 100, 200, 300, когда мундштук 120 отсоединен от основного элемента 110 устройства 100, 200, 300. В каждой системе 1000, 2000, 3000 благодаря работе генератора 112 магнитного поля вырабатывают изменяющееся магнитное поле, которое проникает в объект 130 из нагревающего материала, как описано выше, чтобы вызвать постепенное нагревание элемента 140. В свою очередь, постепенное нагревание элемента 140 вызывает постепенное нагревание зоны 111 нагревания и, следовательно, курительного материала соответствующего изделия 2, 3, 4, предпочтительно с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без сжигания курительного материала, что также описано выше.
Для краткости, устройство 100, 200, 300 снова не будут подробно описано. Любая из описанных выше возможных вариаций устройств 100, 200, 300 с фиг. 3, 4 и 5 может быть выполнена для устройств 100, 200, 300 системы 1000, 2000, 3000 с фиг. 6, 7 и 8 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления систем.
На фиг. 9 показана блок-схема примера способа нагревания курительного материалас целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Способ 900 включает в себя следующее: предусматривают 901 объект из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля. Объект из нагревающего материала может быть, например, объектом устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, то есть быть такими объектами 130 из нагревающего материала, как описано выше со ссылками на фиг. 3, 4 и 5. В качестве альтернативы, объект из нагревающего материала может быть, например, объектом из нагревающего материала изделия, которое содержит курительный материал, то есть таким объектом 10 из нагревающего материала, как описано выше со ссылками на фиг. 1 и 2.
Способ также включает в себя следующее: предусматривают 902 теплопроводный элемент, который не предназначен для курения и который находится в тепловом контакте с объектом из нагревающего материала и так расположен относительно объекта из нагревающего материала, что нагревание нагревающего материала благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля вызывает постепенное нагревание элемента. Объект из нагревающего материала может находиться в поверхностном контакте с теплопроводным элементом, который не предназначен для курения, например, может быть прикреплен к элементу или может быть встроен в элемент.
Способ дополнительно включает в себя следующее: предусматривают 903 курительный материал, который находится в поверхностном контакте с элементом. Курительный материал может содержаться в изделии, таком как изделие, показанное на фиг. 1 и 2. Курительный материал может находиться в тепловом контакте с элементом в результате того, что элемент также является частью изделия, как в случае с фиг. 1. В качестве альтернативы, курительный материал может быть так расположен, чтобы находиться в тепловом контакте с элементом в результате вставки курительного материала в зону нагревания устройства, которое содержит элемент, как в случае с фиг. 3, 4 и 5.
Способ дополнительно включает в себя следующее: проникают 904 в нагревающий материал с помощью изменяющегося магнитного поля, чтобы вызвать постепенное нагревание элемента, тем самым вызвать постепенное нагревание курительного материала. Примеры того, как можно достичь указанного, рассмотрены выше. Нагревание курительного материала может быть таким, чтобы испарять по меньшей мере один компонент курительного материала без сжигания курительного материала.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения нагревающий материал является сталью. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать металл или сплав металла. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза. В других вариантах осуществления изобретения может быть использован другой нагревающий материал (материалы). Было обнаружено, что, когда в качестве нагревающего материала используют магнитный электропроводящий материал, при использовании может быть улучшено магнитное взаимодействие магнитного электропроводящего материала и электромагнита устройства. Помимо возможного нагревания благодаря магнитному гистерезису, указанное может привести к большему или улучшенному джоулевому нагреванию нагревающего материала и, таким образом, большему или улучшенному нагреванию курительного материала.
Нагревающий материал может обладать толщиной поверхностного слоя, который является внешней зоной и в котором имеет место большая часть индуцированного электрического тока и/или индуцированной переориентации магнитных диполей. Благодаря обеспечению того, что нагревающий материал обладает сравнительно малой толщиной, большая доля нагревающего материала может быть нагрета при заданном изменяющемся магнитном поле по сравнению с нагревающим материалом со сравнительно большой глубиной или толщиной по сравнению с другими размерами нагревающего материала. Таким образом, достигается более эффективное использование материала и, в свою очередь, уменьшаются затраты.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения теплопроводный элемент, который не предназначен для курения, выполнен из немагнитного электрического изолятора с большой теплопроводностью. Примерами таких материалов являются алмаз и лист пиролитического графита (при надлежащей ориентации). Тем не менее, в соответствующих вариациях каждого из этих вариантов осуществления изобретения элемент может содержать один или несколько других материалов. В некоторых вариантах осуществления изобретения элемент может быть выполнен из электропроводящего материала, такого как медь, углерод или алюминий.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения курительный материал содержит табак. Тем не менее, в соответствующих модификациях каждого из этих вариантов осуществления изобретения, курительный материал может состоять из табака, может состоять, по существу, только из табака, может содержать табак и курительный материал, который отличен от табака, может содержать курительный материал, который который отличен от табака, или может не содержать табака. В некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал может содержать пар или образующее аэрозоль вещество или увлажнитель, такой как глицерин, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения курительный материал является не жидким курительным материалом, и устройство выполнено с возможностью нагревания не жидкого курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала. В других вариантах осуществления изобретения может быть справедливо обратное.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения изделие 1, 2, 3,4 является одноразовым изделием. При исчерпании всего или, по существу, всего испаряемого компонента (компонентов) курительного материала 30 в изделии 1, 2, 3, 4, пользователь может извлечь изделие 1, 2, 3, 4 из устройства 100, 200, 300 и избавиться от изделия 1, 2, 3, 4. В дальнейшем пользователь может повторно использовать устройство 100, 200, 300 с другими изделиями 1, 2, 3, 4. Тем не менее, в других соответствующих вариантах осуществления изобретения изделие может не быть одноразовым и от устройства и изделия можно избавиться вместе при исчерпании испаряемого компонента (компонентов) курительного материала.
В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 100, 200, 300 продают, подают или другим образом предоставляют отдельно от изделия 1, 2, 3, 4, с которым может быть использовано устройство 100, 200, 300. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 100, 200, 300 и одно или несколько изделий 1, 2, 3, 4 могут быть предоставлены вместе как система, например, в виде набора или устройства в сборе, возможно с дополнительными компонентами, такими как принадлежности для чистки.
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано с помощью иллюстрации и примеров различных вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение и в которых предложено превосходное устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, превосходные изделия для использования с таким устройством, превосходные системы, содержащие такое устройство и такие изделия, и превосходные способы нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала. Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленных и другим образом описанных признаков. Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема и/или идеи настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.