МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ НАГРЕВА ОБРАЗУЮЩЕГО ДЫМ МАТЕРИАЛА
MATERIAL FOR USE WITH DEVICE FOR HEATING SMOKE-FORMING MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к материалам для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, к изделиям для использования с таким устройством, содержащим такие материалы, к способам изготовления таких материалов, к способам изготовления таких изделий 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 материал для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем материал содержит смесь образующего дым материала и элементов, причем каждый из элементов содержит замкнутую цепь из нагревающегося материала, которая может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является петлеобразным. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является кольцеобразным. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является сферическим. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов образован из множества отдельных нитей нагревающегося материала. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов содержит тело, которое не имеет нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, но которое является носителем замкнутой цепи из нагревающегося материала.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов состоит полностью или по существу полностью из нагревающегося материала.
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 иллюстративном варианте 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 каждый из элементов имеет ширину меньше трех миллиметров. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов имеет ширину от одного до двух миллиметров.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал находится в контакте с образующим дым материалом.
В иллюстративном варианте выполнения образующий дым материал содержит табак и/или один или несколько увлажнителей.
По второму аспекту настоящее изобретение предлагает материал для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем материал содержит смесь образующего дым материала и открытоячеистых структур из нагревающегося материала, которая может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения материал может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения материала по первому аспекту настоящего изобретения.
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, причем изделие содержит материал, содержащий смесь образующего дым материала и элементов, причем каждый из элементов содержит магнитный электропроводный материал, и элементы выровнены друг с другом в магнитном отношении.
В иллюстративном варианте выполнения изделие является удлиненным, и изделие имеет круглое сечение.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов имеет центральную ось, которая, по существу, выровнена с продольной осью изделия.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является кольцеобразным, сферическим, образован из множества отдельных нитей из магнитного электропроводного материала или содержит непроводящее тело, содержащее замкнутую цепь из магнитного электропроводного материала.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов содержит замкнутую цепь из магнитного электропроводного материала.
В иллюстративном варианте выполнения изделие содержит оболочку вокруг смеси.
В иллюстративном варианте выполнения оболочка содержит обертку. В иллюстративном варианте выполнения оболочка содержит лист бумаги.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов имеет максимальный наружный размер, который меньше внутреннего размера оболочки.
В иллюстративном варианте выполнения изделие содержит мундштук, определяющий канал, который сообщается по текучей среде с материалом.
В иллюстративном варианте выполнения изделие содержит термочувствительный элемент для определения температуры изделия. В некоторых вариантах выполнения изделие содержит одну или несколько клемм, соединенных с термочувствительным элементом для получения соединения с монитором температуры устройства во время использования.
По четвертому 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, причем изделие содержит материал по первому аспекту настоящего изобретения или по второму аспекту настоящего изобретения.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения материал изделия может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения материала по первому аспекту настоящего изобретения.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения материал изделия может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения материала по второму аспекту настоящего изобретения.
По пятому аспекту настоящее изобретение предлагает способ изготовления материала для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем указанный способ содержит: обеспечение наличия образующего дым материала; и смешивание элементов с образующим дым материалом, причем каждый из элементов содержит замкнутую цепь из нагревающегося материала, которая может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
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 иллюстративном варианте 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 является магнитным материалом.
В иллюстративном варианте выполнения способ содержит выравнивание элементов друг с другом в магнитном отношении.
В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является кольцеобразным. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов является сферическим. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов образован из множества отдельных нитей из нагревающегося материала. В иллюстративном варианте выполнения каждый из элементов содержит тело, которое не имеет нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, но которое является носителем замкнутой цепи из нагревающегося материала.
В иллюстративном варианте выполнения образующий дым материал содержит табак и/или один или несколько увлажнителей.
В иллюстративном варианте выполнения смешивание представляет собой смешивание элементов с образующим дым материалом для обеспечения равномерного или, по существу, равномерного распределения элементов по всему изготавливаемому материалу.
По шестому аспекту настоящее изобретение предлагает систему, содержащую:
устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; и
изделие для использования с устройством, причем изделие содержит материал, содержащий смесь образующего дым материала и элементов, причем каждый из элементов содержит замкнутую цепь из нагревающегося материала, которая может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит интерфейс для взаимодействия с изделием и генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля для проникновения в нагревающийся материал элементов, когда изделие взаимодействует с интерфейсом.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения изделие из системы может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения изделия по третьему аспекту настоящего изобретения или четвертому 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 примера материала для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 2 – схематический вид примера другого материала для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 3 – схематический вид примера другого материала для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 4 – схематический перспективный вид примера изделия для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 5 – схематический вид в разрезе изделия из фиг. 4;
на фиг. 6 – схематический вид в разрезе примера другого изделия для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 7 – схематический частичный вид в разрезе примера другого изделия для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 8 – схема примера способа изготовления материала для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; и
на фиг. 9 – схема примера способа изготовления изделия для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала.
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 прохождения 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, отложения материала на объекте, например, остатка образующего дым материала, могут вызывать меньше проблем, при этом повышается гибкость при выборе конструкции, улучшается контроль над профилем нагрева и снижаются расходы.
На фиг. 1 представлен схематический вид примера материала по варианту выполнения изобретения. Материал 20 содержит смесь образующего дым материала 21 и множества элементов 22, причем каждый из элементов 22 содержит замкнутую цепь нагревающегося материала, которая может нагреваться посредством проникновения изменяющегося магнитного поля. Замкнутые цепи элементов 22 могут нагреваться во время использования для нагрева образующего дым материала 21. В этом варианте выполнения элементы 22 распределены по всему материалу 20.
В этом варианте выполнения нагревающийся материал является алюминием. Однако в других вариантах выполнения нагревающийся материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала. В некоторых вариантах выполнения нагревающийся материал может содержать металл или металлический сплав. В некоторых вариантах выполнения 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 можно использовать другой нагревающийся материал (материалы). Также установили, что когда в качестве нагревающегося материала используют магнитный электропроводный материал, магнитное взаимодействие между магнитным электропроводным материалом и электромагнитом устройства в процессе использования улучшается. В добавление к потенциально возможному нагреву за счет магнитного гистерезиса это ведет к большему или улучшенному джоулеву нагреву нагревающегося материала и, таким образом, большему или улучшенному нагреву образующего дым материала 21.
В этом варианте выполнения каждый из элементов имеет петлеобразную форму. В частности, в этом варианте выполнения каждый из элементов 22 имеет кольцеобразную форму. Петлеобразный элемент может быть любой формы, которая определяет траекторию, которая начинается и заканчивается в одной и той же точке и образует закрытую цепь, в то время как кольцеобразный элемент обязательно является круглым или по существу круглым. Кольцеобразный элемент может иметь большое отношение площади поверхности к массе, что может способствовать исключению предрасположенности элементов к образованию скоплений в результате оседания под действием собственного веса. Кольцеобразный элемент может иметь небольшое отношение площади сечения к диаметру. Следовательно, ток, циркулирующий в кольце в результате воздействия изменяющегося магнитного поля, может проникать в бóльшую часть или во все кольцо, а не затрагивать только его «кожу», как может быть в случае, когда сусцептор имеет слишком большую толщину. Таким образом, обеспечивается более эффективное использование материала и, в свою очередь, уменьшаются расходы. В этом варианте выполнения каждый из элементов 22 состоит полностью или по существу полностью из нагревающегося материала. Однако в других вариантах выполнения один или несколько элементов 22 могут содержать петлеобразное или кольцеобразное тело, которое не имеет нагревающегося материала и которое является носителем замкнутой цепи из нагревающегося материала. Например, один или несколько элементов могут содержать кольцеобразное тело, которое не имеет нагревающегося материала, с замкнутой цепью из нагревающегося материала, нанесенного на это тело в виде покрытия.
В этом варианте выполнения замкнутая цепь каждого из элементов 22 находится в контакте с образующим дым материалом 21. Таким образом, когда нагревающийся материал замкнутых цепей нагревается посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, тепло может переноситься непосредственно от нагревающегося материала замкнутых цепей к образующему дым материалу 21. В некоторых вариантах выполнения замкнутые цепи могут не находиться в контакте с образующим дым материалом 21. Например, в некоторых вариантах выполнения каждый из элементов 22 может содержать теплопроводный барьер, который не содержит нагревающийся материал и внутри которого скрыта замкнутая цепь.
Нагревающийся материал может иметь глубину поверхностного слоя, которая является наружной зоной, внутри которой индуцируется бóльшая часть электрического тока и/или индуцируется переориентация бóльшей части магнитных диполей. При условии, что нагревающийся материал имеет относительно небольшую толщину, с помощью заданного изменяющегося магнитного поля можно нагревать бóльшую пропорциональную часть нагревающегося материала по сравнению с нагревающимся материалом, имеющим глубину или толщину, которая является относительно большой по сравнению с другими размерами нагревающегося материала.
На фиг. 2 представлен схематический вид примера другого материала по варианту выполнения изобретения. Материал 20 на фиг. 2 идентичен материалу 20 на фиг. 1, за исключением формы элементов в материале 20. Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения в отношении материала 20 из фиг. 2 могут быть выполнены любые из вышеописанных возможных изменений материала из фиг. 1.
В этом варианте выполнения каждый из элементов 24 материала 20 является сферическим и содержит замкнутую цепь нагревающегося материала. В этом варианте выполнения каждый из элементов 24 содержит тело, которое не имеет нагревающегося материала и которое является носителем замкнутой цепи из нагревающегося материала. Замкнутые цепи элементов 24 могут нагреваться во время использования для нагрева образующего дым материала 21.
В этом варианте выполнения замкнутая цепь каждого из элементов 24 находится в контакте с образующим дым материалом 21. Таким образом, когда нагревающийся материал замкнутых цепей нагревается за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, тепло может переноситься непосредственно от нагревающегося материала замкнутых цепей к образующему дым материалу 21. В некоторых вариантах выполнения замкнутые цепи могут не находиться в контакте с образующим дым материалом 21. Например, в некоторых вариантах выполнения каждый из элементов 24 может содержать тело, которое не имеет нагревающегося материала и внутри которого скрыта замкнутая цепь.
В разновидности этого варианта выполнения каждый из элементов может быть образован из множества отдельных нитей нагревающегося материала. Другими словам, эти нити могут перекрываться и/или контактировать друг с другом и определяют одну или несколько замкнутых цепей нагревающегося материала. Эти нити могут быть выполнены из одного и того же нагревающегося материала. Эти нити могут быть линейными или криволинейными, например, спиралевидными.
На фиг. 3 представлен схематический вид примера другого материала по варианту выполнения изобретения. Материал 20 на фиг. 3 идентичен материалу 20 на фиг. 1 за исключением формы элементов в материале 20. Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения в отношении материала 20 из фиг. 3 могут быть выполнены любые из вышеописанных возможных изменений материала из фиг. 1.
В этом варианте выполнения каждый из элементов 26 материала 20 содержит тело 27, которое не имеет нагревающегося материала и которое является носителем замкнутой цепи 28 из нагревающегося материала. Замкнутые цепи 28 элементов 26 могут нагреваться во время использования для нагрева образующего дым материала 21.
В этом варианте выполнения замкнутая цепь 28 каждого из элементов 26 находится в контакте с образующим дым материалом 21. Таким образом, когда нагревающийся материал замкнутых цепей 28 нагревается посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, тепло может переноситься непосредственно от нагревающегося материала замкнутых цепей 28 к образующему дым материалу 21. В некоторых других вариантах выполнения замкнутые цепи 28 могут не находиться в контакте с образующим дым материалом 21. Например, в некоторых вариантах выполнения каждый из элементов 26 может содержать тело, которое не содержит нагревающийся материал и внутри которого скрыта замкнутая цепь 28.
На фиг. 4 и 5 показаны схематичный перспективный вид и схематичный вид в разрезе примера изделия по варианту выполнения изобретения. Изделие 1 содержит материал 20 из фиг. 2 и оболочку 10 вокруг материала 20. Изделие 1 предназначено для использования с устройством для нагрева образующего дым материала 21 из материала 20 с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала 21 без горения образующего дым материала 21. Пример такого устройства описан ниже. В разновидности этого варианта выполнения каждый из элементов материала 20 может быть открытоячеистой структурой или пеноструктурой, пластиной или гранулой. Открытоячеистая структура или пеноструктура обеспечивает для каждого из элементов большое отношение площади поверхности к массе. Каждая открытоячеистая структура или пеноструктура могла бы иметь ширину менее трех миллиметров, например, от одного до двух миллиметров.
В этом варианте выполнения оболочка 10 ограничивает наружную поверхность изделия 1, которая может контактировать с устройством во время использования. В этом варианте выполнения каждый из элементов 24 имеет максимальный наружный размер, который меньше внутреннего размера оболочки 10. В этом варианте выполнения элементы 24 не находятся в контакте с оболочкой 10. Это может способствовать исключению опаливания оболочки 10, когда элементы 24 нагреваются во время использования. Однако в других вариантах выполнения один или несколько из элементов 24 могут находиться в контакте с оболочкой 10.
В этом варианте выполнения изделие 1 является удлиненным и цилиндрическим и имеет, по существу, круглое сечение. Однако в других вариантах выполнения изделие 1 может иметь некруглое сечение и/или неудлиненную и/или нецилиндрическую форму. В этом варианте выполнения изделие 1 имеет пропорции, приблизительно соответствующие пропорциям сигареты.
В этом варианте выполнения оболочка 10 содержит обертку 12, которая содержит лист материала. В этом варианте выполнения лист материала представляет собой лист бумаги, но в других вариантах выполнения лист материала может быть выполнен из электроизоляционного материала, который не является бумагой, или из электропроводного материала. В этом варианте выполнения оболочка 10 окружает образующий дым материал 21. В других вариантах выполнения оболочка 10 также может закрывать один или оба продольных конца изделия. В этом варианте выполнения обертка 12 обернута вокруг материала 20, так что свободные концы обертки 12 перекрывают друг друга. Таким образом, обертка 12 образует всю или бóльшую часть периферийной наружной поверхности изделия 1.
Оболочка 10 этого варианта выполнения также содержит клей 14, который склеивает перекрывающиеся свободные концы обертки 12 друг с другом во избежание их разделения. В других вариантах выполнения клей 14 может не использоваться. В случае использования такого клея 14 комбинация обертки 12 и клея 14 может определять наружную поверхность изделия 1 для контакта с устройством. Следует отметить, что для ясности толщина клея 14 относительно толщины обертки 12 на фиг. 4 увеличена.
В некоторых вариантах выполнения оболочка 10 может содержать массу термоизоляции. Термоизоляция может содержать 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. Дополнительно или как вариант термоизоляция может содержать воздушный зазор. Такая термоизоляция может способствовать препятствованию потери тепла компонентами устройства и обеспечивать более эффективный нагрев образующего дым материала внутри оболочки 10. В некоторых вариантах выполнения изоляция может иметь толщину вплоть до одного миллиметра, например, вплоть до 0,5 миллиметра.
В разновидности этого варианта выполнения каждый из элементов 24 содержит магнитный электропроводный материал, и элементы 24 выровнены в магнитном отношении друг с другом. Другими словами, магнитные диполи внутри элементов 24 выровнены в магнитном отношении друг с другом. Установлено, что когда элементы 24 выровнены в магнитном отношении друг с другом, магнитное взаимодействие между элементами 24 и электромагнитом устройства во время использования улучшается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву элементов 24 и, таким образом, к большему или улучшенному нагреву образующего дым материала 21. Те же самые усовершенствования могут быть предусмотрены за счет уменьшения расстояния между элементами 24.
На фиг. 6 показан схематический вид в разрезе примера другого изделия по варианту выполнения изобретения. Изделие 2 содержит материал 20, содержащий смесь образующего дым материала 21 и элементов 22, и оболочку 10 вокруг материала 20. Изделие 2 на фиг. 6 идентично изделию 1 на фиг. 4 и 5 за исключением формы элементов в материале 20.
В этом варианте выполнения каждый из элементов 22 содержит магнитный электропроводный материал, и элементы 22 выровнены в магнитном отношении друг с другом. Другими словами, магнитные диполи внутри элементов 22 выровнены в магнитном отношении друг с другом. Как отмечено выше, установлено, что когда элементы 22 выровнены в магнитном отношении друг с другом, магнитное взаимодействие между элементами 22 и электромагнитом устройства во время использования улучшается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву элементов 22 и, таким образом, к большему или улучшенному нагреву образующего дым материала 21. Те же самые усовершенствования могут быть предусмотрены за счет уменьшения расстояния между элементами 22.
В этом варианте выполнения каждый из элементов 22 является кольцеобразным. Однако в соответствующих разновидностях этого варианта выполнения элементы могут быть петлеобразными открытоячеистыми структурами или содержать непроводящее тело, содержащее замкнутую цепь из магнитного электропроводного материала. В этом варианте выполнения каждый из элементов 22 имеет центральную ось, которая, по существу, выровнена с продольной осью изделия 2. В других вариантах выполнения центральные оси элементов 22 могут быть непараллельны продольной оси изделия 2. В некоторых вариантах выполнения центральные оси элементов 22 могут быть перпендикулярны продольной оси изделия 2. В этом варианте выполнения каждый из элементов 22 имеет максимальный наружный размер, который меньше внутреннего размера оболочки 10.
В некоторых вариантах выполнения каждый из элементов 22 может содержать замкнутую цепь из магнитного электропроводного материала. Как отмечено выше, установлено, что когда магнитный сусцептор имеет форму замкнутой цепи, магнитное взаимодействие между сусцептором и электромагнитом во время использования может улучшаться и обеспечивать увеличенный или улучшенный джоулев нагрев элементов 22.
В некоторых вариантах выполнения нагревающийся материал может быть нечувствительным к вихревым токам, индуцируемым за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. В таких вариантах выполнения нагревающийся материал может быть магнитным материалом, который является неэлектропроводным и, таким образом, может нагреваться за счет процесса магнитного гистерезиса, как описано выше.
В некоторых вариантах выполнения изделие содержит мундштук, определяющий канал, который сообщается с материалом 20. На фиг. 7 показан схематический частичный вид в разрезе примера изделия 7 по варианту выполнения изобретения. Секция изделия 7, обозначенная номером позиции 71, могла бы содержать любую из конструкций, показанных на фиг. 4 - 6, или любую из их разновидностей, описанных выше. Мундштук 70 и его канал 72 соединены с упомянутой конструкцией с помощью канала 72, выровненного таким образом, чтобы он сообщался с материалом 20 конструкции.
Во время использования, когда образующий дым материал 21 нагревается нагреваемыми элементами 22, 24, компоненты, испаряющиеся из образующего дым материала 21, могут легко вдыхаться пользователем. В вариантах выполнения, в которых изделие является расходуемым изделием, после того как все или по существу все испаряющиеся компоненты образующего дым материала 21 в изделии будут израсходованы, пользователь может выбросить мундштук вместе с остальной частью изделия. Это может быть более гигиеничным, чем использование одного и того же мундштука с множеством изделий, и обеспечивает, что мундштук надлежащим образом выровнен с образующим дым материалом и позволяет пользователю использовать чистый свежий мундштук каждый раз, когда он хочет использовать другое изделие.
Мундштук 70, если таковой предусмотрен, может содержать или может быть пропитан ароматизатором. Ароматизатор может быть расположен таким образом, чтобы он захватывался нагретым паром, когда пар проходит через канал 72 мундштука 70 во время использования.
На фиг. 8 показана схема примера способа изготовления материала по варианту выполнения изобретения для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала. Этот способ можно использовать для изготовления вышеописанных материалов 20 из фиг. 1 – 3, соответственно.
Способ 800 содержит обеспечение наличия 801 образующего дым материала 21 и смешивание 802 элементов 22, 24, 26 с образующим дым материалом 21. Например, образующий дым материал 21 и элементы 22, 24, 26 могут быть помещены в бункер и смешаны в нем. Предпочтительно, образующий дым материал 21 и элементы 22, 24, 26 смешивают таким образом, чтобы обеспечить равномерное или, по существу, равномерное распределение элементов 22, 24, 26 по всему образующему дым материалу 21. Как вариант, элементы 22, 24, 26 могут быть помещены в бункер и затем сброшены из бункера в устройство подачи образующего дым материала 21. Такое сбрасывание или последующий дополнительный этап смешивания обеспечивают, что элементы 22, 24, 26 равномерно или, по существу, равномерно распределяются по всей смеси. Каждый из элементов 22, 24, 26 содержит замкнутую цепь нагревающегося материала. Каждый из элементов 22, 24, 26 может, к примеру, быть кольцеобразным, сферическим, может быть образован из множества отдельных нитей нагревающегося материала или содержать тело, которое не имеет нагревающегося материала и является носителем замкнутой цепи из нагревающегося материала.
В этом варианте выполнения нагревающийся материал элементов 22, 24, 26 является электропроводным магнитным материалом, и способ содержит выравнивание 803 в магнитном отношении элементов 22, 24, 26 друг с другом. Такое выравнивание в магнитном отношении можно выполнять, подвергая элементы 22, 24, 26 воздействию сильного магнитного поля. Как отмечено выше, когда элементы 22, 24, 26 выровнены в магнитном отношении друг с другом, во время использования магнитное взаимодействие между элементами 22, 24 26 и электромагнитом устройства улучшается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву элементов 22, 24 26 и, таким образом, к большему или улучшенному нагреву образующего дым материала 21 из материала 20. Кроме того, уменьшение расстояния между элементами 24 может обеспечить такие же преимущества. Те элементы 22, 24, 26, ось которых параллельна магнитному полю, будут наиболее возбудимыми. Сферические элементы 22, 24, 26 могут быть более легко выровнены в магнитном отношении, поскольку их вращению в смеси с образующим дым материалом 21 форма элементов 22, 24, 26 препятствовала бы в меньшей степени, чем в случае несферических элементов 22, 24, 26.
В других вариантах выполнения такое магнитное выравнивание 803 элементов 22, 24, 26 друг с другом может быть опущено. В таких других вариантах выполнения 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.
На фиг. 9 показана схема примера способа изготовления изделия по варианту выполнения изобретения для использования с устройством для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала. Указанный способ можно использовать для изготовления вышеописанного изделия 2 из фиг. 6.
Способ 900 содержит выполнение 901 способа 800 из фиг. 8 и обеспечение наличия 902 оболочки 10 вокруг материала 20, так чтобы оболочка 10 ограничивала наружную поверхность изделия 2.
В разновидности этого способа 900 магнитное выравнивание 803 элементов 22, 24, 26 друг с другом может быть опущено, как отмечено выше. Такую разновидность этого способа можно было бы использовать для изготовления вышеописанного изделия 1 из фиг. 4 и 5. В некоторых вариантах выполнения элементы 22, 24, 26 во время изготовления изделия могут подниматься в магнитном отношении внутри образующего дым материала, чтобы способствовать исключению скопления элементов 22, 24, 26 в результате оседания под действием собственного веса.
Каждое из вышеописанных изделий 1, 2 и описанных разновидностей этих изделий можно использовать с устройством для нагрева образующего дым материала 21 с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала 21. Устройство может нагревать образующий дым материла 21 для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала 21 без горения образующего дым материала 21. Любое из изделий 1, 2 и такое устройство могут быть предусмотрены совместно в качестве системы. Указанная система может представлять собой набор, в котором изделие 1, 2 разделено с устройством. Как вариант, система может представлять собой сборочную единицу, в которое изделие 1, 2 объединено с устройством.
Устройство может содержать генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля с целью нагрева нагревающегося материала элементов 22, 24, изделия 1, 2. Такой генератор магнитного поля может содержать источник электропитания, катушку, устройство для прохождения изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через катушку, контроллер и интерфейс пользователя для управления контроллером. Источник электропитания может быть перезаряжаемой батареей, неперезаряжаемой батареей, соединением с электрической сетью и т.п.
Катушка может быть любой пригодной формы, например, спиральной катушкой из электропроводного материала, такого как медь. Генератор магнитного поля может содержать магнитопроницаемый сердечник, вокруг которого намотана катушка, для концентрации магнитного потока, создаваемого катушкой, и создания более мощного магнитного поля. Магнитопроницаемый сердечник может быть изготовлен, например, из железа. В некоторых вариантах выполнения магнитопроницаемый сердечник может продолжаться только частично по длине катушки, так чтобы концентрировать магнитный поток только в определенных зонах.
Устройство для прохождения изменяющегося электрического тока через катушку может быть электрически присоединено между источником электропитания и катушкой. Контроллер может быть электрически соединен с источником электропитания и может быть соединен с возможностью связи с устройством для управления устройством, так чтобы управлять подачей электроэнергии от источника электропитания к катушке. В некоторых вариантах выполнения контроллер может содержать интегральную схему (IC), например, интегральную схему на печатной плате (PCB). В других вариантах выполнения контроллер может иметь другую форму. В некоторых вариантах выполнения устройство может иметь одиночный электрический или электронный компонент, содержащий устройство и контроллер. Контроллер может управляться с интерфейса пользователя, который может содержать нажимную кнопку, триггерный переключатель, круговую шкалу, сенсорный экран и т.п. Благодаря управлению интерфейсом пользователя контроллер может инициировать прикладывание устройством переменного электрического тока к катушке, так чтобы катушка генерировала переменное магнитное поле.
Устройство может иметь полость или другой интерфейс для размещения изделия 1, 2, и катушка может быть расположена относительно полости или интерфейса, так чтобы изменяющееся или переменное магнитное поле, создаваемое катушкой во время использования, проникало в полость или интерфейс в месте, которое соответствует нагревающемуся материалу изделия 1, 2, когда изделие 1, 2 находится в полости или взаимодействует с интерфейсом. Когда нагревающийся материал изделия 1, 2 является электропроводным материалом, это может обусловливать генерирование одного или нескольких вихревых токов в нагревающемся материале элементов 22, 24 изделия 1, 2. Течение вихревых токов в нагревающемся материале преодолевает электрическое сопротивление нагревающегося материала элементов 22, 24 изделия 1, 2 и обусловливает нагрев нагревающегося материала элементов 22, 24 изделия 1, 2 за счет джоулева нагрева. Когда нагревающийся материал элементов 24 изделия 1, показанного на фиг. 5, является магнитным материалом, ориентация магнитных диполей в нагревающемся материале изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля, что вызывает генерирование тепла в нагревающемся материале элементов 22, 24 изделия 1, 2 посредством нагрева за счет магнитного гистерезиса.
Устройство может иметь механизм для сжатия изделия 1, 2, когда изделие 1, 2 вставляют в полость, или когда оно взаимодействует с интерфейсом. Такое сжатие изделия 1, 2 может обеспечивать сжатие образующего дым материала 21 для увеличения теплопроводности образующего дым материала 21. Другими словами, сжатие образующего дым материала 21 может обеспечивать бóльшую теплопередачу через изделие 1, 2.
Устройство может иметь датчик температуры для определения температуры полости, интерфейса или изделия 1, 2 во время использования. Датчик температуры может быть соединен с возможностью связи с контроллером, так чтобы контроллер мог отслеживать температуру. В некоторых вариантах выполнения датчик температуры может быть выполнен с возможностью оптического измерения температуры полости, интерфейса или изделия. В некоторых вариантах выполнения изделие 1, 2 может содержать термочувствительный элемент, такой как резистивный термочувствительный элемент (RTD), для определения температуры изделия 1, 2. Изделие 1, 2 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 контроля температуры устройства, когда изделие 1, 2 находится в полости или взаимодействует с интерфейсом. Контроллер может содержать монитор температуры. Монитор температуры устройства может определять температуру изделия 1, 2 во время использования изделия 1, 2 с устройством.
В некоторых вариантах выполнения благодаря тому, что нагревающийся материал изделия 1, 2 имеет соответствующее сопротивление, реакция нагревающегося материала на изменение температуры могла бы быть достаточной для передачи информации, касающейся температуры внутри изделия 1, 2. Датчик температуры устройства может содержать щуп для анализа нагревающегося материала.
На основании одного или нескольких сигналов, полученных от датчика температуры или термочувствительного элемента, контроллер при необходимости может вынуждать устройство регулировать характеристику изменяющегося или переменного тока, проходящего через катушку, чтобы температура 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 21 внутри изделия 1, 2, вставленного в полость, или взаимодействующего с интерфейсом, может достаточно нагреваться для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала 21 без горения образующего дым материала 21. 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. Устройство может иметь устройство подачи для подачи испаряющегося компонента (испаряющихся компонентов) образующего дым материала 21 пользователю.
Устройство может иметь впуск воздуха, который соединяет по текучей среде полость или интерфейс с наружной стороной устройства. Пользователь может вдыхать испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) образующего дым материала посредством затягивания испаряющимся компонентом (испаряющимися компонентами) через канал, например, канал мундштука устройства. Когда испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) удаляются из изделия 1, 2, воздух может втягиваться в полость или интерфейс через впуск воздуха устройства.
Устройство может обеспечивать тактильную обратную связь с пользователем. Обратная связь может указывать, что выполняется нагрев сусцептора или может инициироваться таймером и указывать, что превышен расход заданной пропорциональной части от исходного количества испаряющегося компонента (испаряющихся компонентов) образующего дым материала 21 в изделии 1, 2 и т.п. Тактильная обратная связь может создаваться посредством взаимодействия сусцептора с катушкой (т.е. посредством магнитного влияния), взаимодействия электропроводного элемента с катушкой, вращения вибродвигателя, многократной подачи тока на пьезоэлектрический элемент и его отключения и т.п.
Устройство может содержать несколько катушек. Множество катушек можно приводить в действие для обеспечения постепенного нагрева образующего дым материла 21 в изделии 1, 2 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 21 и образования пара в первой области образующего дым материала 21. Другая катушка может нагревать вторую область нагревающегося материала относительно медленно для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала 21 и образования пара во второй области образующего дым материала 21. 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 21 может прекратить генерирование пара. Первоначально ненагретая вторая область образующего дым материала 21 может действовать в качестве фильтра для уменьшения температуры образующегося пара или смягчения пара во время нагрева первой области образующего дым материала 21.
В некоторых вариантах выполнения нагревающийся материал 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 21 содержит табак. Однако в соответствующих разновидностях каждого из этих вариантов выполнения образующий дым материал 21 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 21 может содержать пар или аэрозоль, образующий вещество или увлажнитель, например, глицерол, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
Настоящее изобретение внедряют с помощью изделия, которое может быть, например, картриджем или капсулой.
В каждом из вышеописанных вариантов выполнения изделие 1, 2 является расходуемым изделием. После расходования всех или, по существу, всех испаряющихся компонентов образующего дым материала 21 в изделии 1, 2 пользователь может удалить изделие 1, 2 из устройства и выбросить изделие 1, 2. В дальнейшем пользователь может повторно использовать устройство с другим изделием 1, 2. Однако в других соответствующих вариантах выполнения изделие 1, 2 может быть нерасходуемым, и устройство и изделие 1, 2 можно выбрасывать вместе после расходования испаряющегося компонента (испаряющихся компонентов) образующего дым материала 21.
В некоторых вариантах выполнения вышеописанное устройство реализуют, поставляют и т.д. отдельно от изделий 1, 2, с которыми можно использовать устройство. Однако в некоторых вариантах выполнения устройство и одно или несколько изделий 1, 2 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 материал высокого качества для использования с устройством 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, содержащие такой материал, лучшие способы изготовления таких изделий и лучшие системы, 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.