НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ С РАСШИРЯЮЩИМСЯ ТОКОПРИЕМНИКОМ ДЛЯ УСТРОЙСТВА, ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ
HEATING ASSEMBLY WITH EXPANDING CURRENT COLLECTOR FOR AEROSOL GENERATING DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и системе, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль.
Известно обеспечение устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, до температуры, при которой улетучиваются один или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль, без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть выполнен в виде части изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, такую как нагревательная камера, устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может быть расположен вокруг нагревательной камеры для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может представлять собой индукционный нагревательный узел. Индукционный нагревательный узел может содержать токоприемный узел и катушку индуктивности. Традиционно токоприемный узел может быть расположен вокруг полости, в которой может быть размещено изделие, генерирующее аэрозоль. Перенос тепла от токоприемного узла к изделию, генерирующему аэрозоль, может быть неоптимальным. Кроме того, надежное удерживание изделия, генерирующего аэрозоль, в полости может оказаться затруднительным.
Было бы желательно иметь устройство, генерирующее аэрозоль, с улучшенным индукционным нагревательным узлом. Было бы желательно иметь устройство, генерирующее аэрозоль, с улучшенной эффективностью нагревания. Было бы желательным иметь устройство, генерирующее аэрозоль, в котором улучшено надежное удерживание изделия, генерирующего аэрозоль, в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Было бы желательным иметь устройство, генерирующее аэрозоль, в котором улучшена вставка изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Устройство дополнительно содержит индукционный нагревательный узел. Индукционный нагревательный узел содержит токоприемный узел и катушку индуктивности. Токоприемный узел содержит по меньшей мере два удлиненных токоприемника. Токоприемники расположены в полости. Токоприемники имеют расширяющуюся форму на расположенном дальше по ходу потока конце.
Расширяющаяся форма токоприемников оптимизирует вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Удлиненная форма токоприемников оптимизирует нагрев субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Удлиненные токоприемники могут иметь длину, по существу соответствующую субстратной части изделия, генерирующего аэрозоль.
Термин «расширяющийся» может относиться к форме токоприемников, которая постепенно становится шире по направлению к концам соответствующих токоприемников.
Токоприемники токоприемного узла могут быть расположены в полой цилиндрической компоновке. Токоприемники токоприемного узла могут быть расположены в виде трубчатого узла. Токоприемники могут образовывать отверстие в форме кольца, смежное с расположенными дальше по ходу потока концами отдельных токоприемников, для вставки изделия, генерирующего аэрозоль. Токоприемный узел может иметь круглое поперечное сечение.
Может быть предусмотрено более двух токоприемников. Может быть предусмотрено множество токоприемников.
Токоприемники могут быть выполнены гибкими. Гибкие токоприемники могут улучшать вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Кроме того, гибкие токоприемники могут способствовать удерживанию изделия, генерирующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Кроме того, гибкие токоприемники могут приспосабливаться к форме изделия, генерирующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. В частности, свежее изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь больший диаметр, чем использованное изделие, генерирующее аэрозоль, в котором субстрат, образующий аэрозоль, истощен. Если токоприемники имеют жесткую конструкцию, то изделие, генерирующее аэрозоль, может удерживаться токоприемниками после вставки свежего изделия, генерирующего аэрозоль, в токоприемники. Однако в процессе истощения изделия, генерирующего аэрозоль, и связанного уменьшения диаметра изделия, генерирующего аэрозоль, может происходить ослабление фиксации изделия, генерирующего аэрозоль. Этот эффект можно предотвратить путем обеспечения гибких токоприемников.
Каждый токоприемник может содержать гибкую часть в расположенной раньше по ходу потока области токоприемника. Расположенная раньше по ходу потока область токоприемника может представлять собой область вблизи расположенного раньше по ходу потока конца токоприемника. Расположенная раньше по ходу потока область токоприемника может представлять собой область вдоль длины токоприемника, охватывающую не более 50%, предпочтительно не более 40%, предпочтительно не более 30%, предпочтительно не более 20%, наиболее предпочтительно не более 10% длины токоприемника от расположенного раньше по ходу потока конца токоприемника. Расположенная дальше по ходу потока область токоприемника может представлять собой область вблизи расположенного дальше по ходу потока конца токоприемника. Расположенная дальше по ходу потока область токоприемника может представлять собой область вдоль длины токоприемника, охватывающую не более 50%, предпочтительно не более 40%, предпочтительно не более 30%, предпочтительно не более 20%, наиболее предпочтительно не более 10% длины токоприемника от расположенного дальше по ходу потока конца токоприемника. Гибкая часть может обеспечивать возможность радиального перемещения токоприемника. Радиальное перемещение может обеспечивать возможность увеличения или уменьшения внутреннего диаметра токоприемного узла. В частности, каждый токоприемник может быть выполнен с возможностью перемещения в радиальном направлении за счет гибкой части. Каждый токоприемник может содержать гибкую часть. Число гибких частей может соответствовать числу токоприемников. Гибкая часть токоприемника может обеспечивать возможность того, что часть токоприемника, расположенная дальше по ходу потока от гибкой части, является подвижной. В то же время часть токоприемника, расположенная раньше по ходу потока от гибкой части, может быть жесткой для обеспечения надежного прикрепления токоприемника.
Гибкая часть может быть выполнена в виде криволинейного выступа. Гибкая часть может быть изготовлена из того же материала, что и остальной токоприемник. Изогнутый выступ может быть изготовлен из того же материала, что и остальной токоприемник.
Каждый токоприемник может иметь вогнутую внутреннюю поверхность, обращенную к полости. Термин «вогнутый» может относиться к контуру или поверхности, которая изгибается внутрь. Внутренняя поверхность может быть вогнутой в тангенциальном направлении. Внутренняя поверхность может иметь вогнутую форму, приспособленную к форме изделия, генерирующего аэрозоль. Внутренняя поверхность может непосредственно примыкать к внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Предпочтительно каждый токоприемник имеет вогнутую внутреннюю поверхность таким образом, что отдельные внутренние поверхности токоприемников образуют круглую форму внутри полости. Круглая форма может быть выполнена с возможностью приспосабливаться к внешней окружности изделия, генерирующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать по меньшей мере первую подвесную пружину и вторую подвесную пружину. Первая подвесная пружина может окружать токоприемники в расположенной дальше по ходу потока области токоприемников. Вторая подвесная пружина может окружать токоприемники в расположенной раньше по ходу потока области токоприемников. Токоприемники могут быть прикреплены к подвесным пружинам.
Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут обеспечивать возможность радиального перемещения токоприемников. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть прикреплены к одному или более из токоприемников. Предпочтительно все токоприемники прикреплены к обеим подвесным пружинам. Расположенные дальше по ходу потока области токоприемников могут быть прикреплены к первой подвесной пружине. Расположенные раньше по ходу потока области токоприемников могут быть прикреплены ко второй подвесной пружине. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть выполнены упругими. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть выполнены гибкими. Гибкость пружин может обеспечивать возможность радиального перемещения токоприемников. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть прикреплены к боковой стенке полости. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть выполнены за одно целое с боковой стенкой полости. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут иметь форму кольца, спирали или катушки. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут иметь круглое поперечное сечение. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть выполнены с возможностью удерживания токоприемников. Одна или обе из первой подвесной пружины и второй подвесной пружины могут быть выполнены с возможностью предотвращения одного или обоих из осевого перемещения и тангенциального перемещения токоприемников.
Каждый токоприемник может содержать первый соединительный элемент, расположенный в расположенной раньше по ходу потока области токоприемника. Полость может содержать основание. Основание может содержать второй соединительный элемент, выполненный с возможностью зацепления с первым соединительным элементом токоприемника. Первый соединительный элемент и второй соединительный элемент могут обеспечивать возможность радиального перемещения токоприемника относительно основания и предотвращать осевое перемещение токоприемника относительно основания.
Первый соединительный элемент может представлять собой охватываемый соединительный элемент, а второй соединительный элемент может представлять собой охватывающий соединительный элемент или наоборот. Первый соединительный элемент может быть выполнен с возможностью зацепления со вторым соединительным элементом. Первый соединительный элемент может быть выполнен с возможностью зацепления со вторым соединительным элементом за счет соответствия по форме.
Первый соединительный элемент может быть выполнен в виде выступа, а второй соединительный элемент может быть выполнен в виде углубления. Эта конфигурация обеспечивает возможность радиального перемещения токоприемников. Во время радиального перемещения токоприемников выступ может скользить внутри углубления. Соединительный элемент может быть выполнен таким образом, что выступ не будет полностью отделяться от углубления во время радиального перемещения токоприемников. Следовательно, соединительные элементы могут обеспечивать возможность надежного соединения токоприемников, в частности, предотвращать осевое перемещение токоприемников, при этом все еще обеспечивая возможность радиального перемещения токоприемников. Во время радиального перемещения токоприемников выступ может скользить внутри углубления.
Между токоприемниками могут быть предусмотрены зазоры. Зазоры могут быть выполнены в виде удлиненных зазоров. Удлиненные зазоры могут быть параллельны продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль. Между удлиненными токоприемниками могут быть предусмотрены удлиненные зазоры. Зазоры могут быть симметричными вокруг полости между токоприемниками. Зазоры могут делать возможным поток воздуха между отдельными токоприемниками. В частности, зазоры могут делать возможным радиальный поток воздуха в изделие, генерирующее аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Зазоры могут проходить по существу по всей длине субстратной части изделия, генерирующего аэрозоль. Равномерное генерирование аэрозоля можно улучшить путем обеспечения возможности потока воздуха в изделие, генерирующее аэрозоль, за счет зазоров. Ширина зазоров может оставаться одинаковой по длине зазоров. Ширина зазоров может уменьшаться в направлении дальше по ходу потока. Это может привести к втеканию большего количества воздуха в изделия, генерирующие аэрозоль, в направлении раньше по ходу потока. В альтернативном варианте осуществления ширина зазоров может увеличиваться в направлении дальше по ходу потока. Это может привести к втеканию большего количества воздуха в изделия, генерирующие аэрозоль, в направлении дальше по ходу потока.
Токоприемники могут иметь форму лезвия. Эта форма может улучшить контактную поверхность между токоприемниками и изделием, генерирующим аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. В альтернативном варианте или дополнительно эта форма может улучшать удерживание изделия, генерирующего аэрозоль, между токоприемниками.
Расположенный раньше по ходу потока конец каждого токоприемника может быть прикреплен к основанию полости. Прикрепление может быть осуществлено посредством первого соединительного элемента и второго соединительного элемента, описанных в настоящем документе.
Настоящее изобретение дополнительно относится к системе, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, описанное в данном документе, и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль. Токоприемники могут быть выполнены гибкими. Внутренний диаметр токоприемников меньше диаметра изделия, генерирующего аэрозоль, таким образом, что изделие, генерирующее аэрозоль, может надежно удерживаться токоприемниками в полости, когда изделие, генерирующее аэрозоль, может быть размещено в полости.
В основании полости может быть предусмотрено по меньшей мере одно отверстие для воздуха для обеспечения возможности осевого потока воздуха в полость на расположенном раньше по ходу потока конце полости. Отверстие для воздуха может проходить продольно в осевом направлении устройства, генерирующего аэрозоль. Отверстие для воздуха может иметь круглое поперечное сечение. Отверстие для воздуха может иметь удлиненное, эллиптическое или прямоугольное поперечное сечение.
Может быть обеспечена возможность потока воздуха в полость в осевом направлении, а поток воздуха в полость в боковом направлении может быть предотвращен теплоизоляционным элементом. Для прикрепления теплоизоляционного элемента к основанию полости теплоизоляционный элемент может быть приклеен к основанию полости. Расположенная раньше по ходу потока торцевая поверхность теплоизоляционного элемента может быть приклеена к основанию полости. В альтернативном варианте осуществления теплоизоляционный элемент может проходить над основанием полости таким образом, что внутренняя боковая поверхность теплоизоляционных элементов может быть прикреплена к основанию полости, например, посредством приклеивания.
Теплоизоляционный элемент может частично или полностью образовывать боковую стенку полости. Теплоизоляционный элемент может частично или полностью проходить вдоль осевой длины полости. Теплоизоляционный элемент может непосредственно примыкать к основанию полости. Теплоизоляционный элемент может быть напрямую прикреплен к основанию полости, тем самым обеспечивая уплотнение соединения между теплоизоляционным элементом и основанием.
Отделение, в котором может быть расположена катушка индуктивности, может быть герметично изолировано от полости теплоизоляционным элементом на расположенном дальше по ходу потока конце полости. Отделение, в котором может быть расположена катушка индуктивности, может быть расположено таким образом, чтобы окружать полость. Это отделение может называться отделением для катушки. Отделение для катушки может частично или полностью окружать полость. Отделение для катушки может проходить вдоль всей длины полости. Отделение для катушки может вмещать катушку индуктивности или множество катушек индуктивности, как описано более подробно ниже.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать расположенное дальше по ходу потока отверстие для воздуха, соединенное с отделением для катушки. В альтернативном варианте осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать впускное отверстие для воздуха, смежное с расположенным раньше по ходу потока концом полости. Впускное отверстие для воздуха может быть соединено по текучей среде с отверстием для воздуха в основании полости.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания. Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока (DC). Источник питания может быть электрически соединен с первой катушкой индуктивности. В одном варианте осуществления, источник питания представляет собой источник питания постоянного тока, имеющий выходное напряжение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольт до приблизительно 4,5 вольт и выходное значение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 А до приблизительно 10 А (что соответствует выходной мощности постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 ватт до приблизительно 45 ватт). Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать преобразователь постоянного тока в переменный (DC/AC) для преобразования постоянного тока, подаваемого источником питания, в переменный, что будет преимуществом. Преобразователь постоянного тока в переменный может содержать усилитель мощности класса D или класса E. Источник питания может быть выполнен с возможностью обеспечения переменного тока.
Источник питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Источник питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства, генерирующего аэрозоль. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует типичному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.
Источник питания может быть выполнен с возможностью работы на высокой частоте. В данном документе термин «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток с частотой от 500 килогерц до 30 мегагерц. Высокочастотный колебательный ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, предпочтительно от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц и более предпочтительно от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.
Индукционный нагревательный узел может быть выполнен с возможностью генерировать тепло за счет индукции. Индукционный нагревательный узел содержит катушку индуктивности и токоприемный узел. Может быть предусмотрена одна катушка индуктивности. Может быть предусмотрен один токоприемный узел. Предпочтительно предусмотрено более одной катушки индуктивности. Могут быть предусмотрены первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности. Предпочтительно предусмотрено более одного токоприемного узла. Предпочтительно предусмотрены первый токоприемный узел и второй токоприемный узел. Катушка индуктивности может окружать токоприемный узел. Первая катушка индуктивности может окружать первый токоприемный узел. Вторая катушка индуктивности может окружать второй токоприемный узел. В альтернативном варианте осуществления могут быть предусмотрены по меньшей мере две катушки индуктивности, окружающие один токоприемный узел. Если предусмотрено более одного токоприемного узла, предпочтительно предусмотрены электроизоляционные элементы между токоприемными узлами.
Токоприемный узел может содержать токоприемник. Токоприемный узел может содержать множество токоприемников. Токоприемный узел может содержать токоприемники в форме лезвия. Токоприемники в форме лезвия могут быть расположены таким образом, чтобы окружать полость. Токоприемники в форме лезвия могут быть расположены внутри полости. Токоприемники в форме лезвия могут быть выполнены с возможностью удерживания изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость. Токоприемники в форме лезвия могут иметь расширяющиеся расположенные дальше по ходу потока концы для облегчения вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в токоприемники в форме лезвия. Воздух может втекать в полость через отверстие для воздуха в основании полости. Затем воздух может поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, на расположенной раньше по ходу потока торцевой поверхности изделия, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте или дополнительно воздух может протекать между боковой стенкой полости, предпочтительно образованной теплоизоляционным элементом, и токоприемниками в форме лезвия. Затем воздух может поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, через зазоры между токоприемниками в форме лезвия. Это позволяет достичь равномерного проникновения воздуха в изделие, генерирующее аэрозоль, тем самым оптимизируя генерирование аэрозоля.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть выполнен из любого материала, имеющего высокую магнитную проницаемость. Концентратор потока может быть расположен таким образом, чтобы окружать индукционный нагревательный узел. Концентратор потока может концентрировать линии магнитного поля во внутренней части концентратора потока, тем самым увеличивая эффект нагрева токоприемного узла посредством катушки индуктивности.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер. Контроллер может быть электрически соединен с катушкой индуктивности. Контроллер может быть электрически соединен с первой катушкой индуктивности и со второй катушкой индуктивности. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления электрическим током, подаваемым на катушки индуктивности, и, таким образом, напряженностью магнитного поля, генерируемого катушками индуктивности.
Источник питания и контроллер могут быть соединены с катушкой индуктивности, предпочтительно с первой и второй катушками индуктивности, и выполнены с возможностью подачи переменного электрического тока на каждую из катушек индуктивности независимо друг от друга таким образом, что при использовании каждая из катушек индуктивности генерирует переменное магнитное поле. Это означает, что блок питания и контроллер способны подавать переменный электрический ток отдельно на первую катушку индуктивности, отдельно на вторую катушку индуктивности или одновременно на обе катушки индуктивности. Это позволяет обеспечить различные профили нагревания. Профиль нагревания может относиться к температуре соответствующей катушки индуктивности. Для нагрева до высокой температуры переменный электрический ток может подаваться на обе катушки индуктивности одновременно. Для нагрева до более низкой температуры или нагрева только части субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, переменный электрический ток может подаваться только на первую катушку индуктивности. Затем переменный электрический ток может подаваться только на вторую катушку индуктивности.
Контроллер может быть соединен с катушками индуктивности и источником питания. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на катушки индуктивности от источника питания. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) либо другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на катушки индуктивности. Ток может подаваться на одну или обе из катушек индуктивности непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке.
Источник питания и контроллер могут быть выполнены с возможностью независимого изменения амплитуды переменного электрического тока, подаваемого на каждую из первой катушки индуктивности и второй катушки индуктивности. При такой компоновке напряженность магнитных полей, генерируемых первой и второй катушками индуктивности, можно независимо изменять путем изменения амплитуды тока, подаваемого на каждую катушку. Это может способствовать достижению удобно изменяемого эффекта нагрева. Например, амплитуда тока, подаваемого на одну или обе из катушек, может быть увеличена во время пуска для сокращения времени включения устройства, генерирующего аэрозоль.
Первая катушка индуктивности устройства, генерирующего аэрозоль, может образовывать часть первой цепи. Первая цепь может представлять собой резонансный контур. Первая цепь может иметь первую резонансную частоту. Первая цепь может содержать первый конденсатор. Вторая катушка индуктивности может образовывать часть второй цепи. Вторая цепь может представлять собой резонансный контур. Вторая цепь может иметь вторую резонансную частоту. Первая резонансная частота может отличаться от второй резонансной частоты. Первая резонансная частота может быть идентична второй резонансной частоте. Вторая цепь может содержать второй конденсатор. Резонансная частота резонансного контура зависит от индуктивности соответствующей катушки индуктивности и емкости соответствующего конденсатора.
Полость устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь открытый конец, в который вставляют изделие, генерирующее аэрозоль. Полость может иметь закрытый конец, противоположный открытому концу. Закрытый конец может представлять собой основание полости. Закрытый конец может быть закрыт за исключением того, что предусмотрены отверстия для воздуха, расположенные в основании. Основание полости может быть плоским. Основание полости может быть круглым. Основание полости может быть расположено раньше по ходу потока относительно полости. Открытый конец может быть расположен дальше по ходу потока относительно полости. Продольное направление может представлять собой направление, проходящее между открытым и закрытым концами. Продольная ось полости может быть параллельна продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль.
Полость может быть выполнена в виде нагревательной камеры. Полость может иметь цилиндрическую форму. Полость может иметь полую цилиндрическую форму. Полость может иметь круглое поперечное сечение. Полость может иметь эллиптическое или прямоугольное поперечное сечение. Полость может иметь диаметр, соответствующий диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «ближний» означает пользовательский конец или мундштучный конец устройства, генерирующего аэрозоль, а термин «дальний» означает конец, противоположный ближнему концу. Применительно к полости термин «ближний» означает область, ближайшую к открытому концу полости, а термин «дальний» означает область, ближайшую к закрытому концу.
В данном документе термин «длина» означает основной размер в продольном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «ширина» означает основной размер в поперечном направлении устройства, генерирующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в конкретном месте вдоль его длины. Термин «толщина» означает размер в поперечном направлении, перпендикулярном ширине.
В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, является частью изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, называется табачным стиком. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью вставки в полость устройства, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с изделием, генерирующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.
В данном документе термин «система, генерирующая аэрозоль» означает комбинацию изделия, генерирующего аэрозоль, описанного и проиллюстрировано далее в данном документе, и устройства, генерирующего аэрозоль, описанного и проиллюстрировано далее в данном документе. В системе изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
В данном документе «токоприемный узел» означает проводящий элемент, нагревающийся при воздействии на него изменяющегося магнитного поля. Это может быть результатом вихревых токов, наводимых в токоприемном узле, потерь на гистерезис или как вихревых токов, так и потерь на гистерезис. Во время использования токоприемный узел расположен в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к субстрату, образующему аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости устройства, генерирующего аэрозоль. За счет этого субстрат, образующий аэрозоль, нагревается токоприемным узлом таким образом, что образуется аэрозоль.
Токоприемный узел может иметь цилиндрическую форму, предпочтительно образованную отдельными токоприемниками в форме лезвия. Токоприемный узел может иметь форму, соответствующую форме соответствующей катушки индуктивности. Токоприемный узел может иметь диаметр, меньший, чем диаметр соответствующей катушки индуктивности, так что токоприемный узел может быть расположен внутри катушки индуктивности.
Термин «зона нагрева» обозначает часть длины полости, которая по меньшей мере частично окружена катушками индуктивности таким образом, что токоприемный узел, расположенный в зоне нагрева или около нее, может индукционно нагреваться катушками индуктивности. Зона нагрева может содержать первую зону нагрева и вторую зону нагрева. Зона нагрева может быть разделена на первую зону нагрева и вторую зону нагрева. Первая зона нагрева может быть окружена первой катушкой индуктивности. Вторая зона нагрева может быть окружена второй катушкой индуктивности. Может быть предусмотрено более двух зон нагрева. Может быть предусмотрено множество зон нагрева. Для каждой зоны нагрева может быть предусмотрена катушка индуктивности. Одна или более катушек индуктивности могут быть выполнены с возможностью перемещения для окружения зон нагрева и выполнены с возможностью посегментного нагрева зон нагрева.
Термин «катушка» в данном документе является взаимозаменяемым с терминами «катушка индуктивности», «индукционная катушка» или «индуктор» по всему документу. Катушка может представлять собой приводную (первичную) катушку, соединенную с источником питания.
Эффект нагрева можно изменять путем управления первой и второй катушками индуктивности независимо. Эффект нагрева можно изменять путем предоставления первой и второй катушек индуктивности с разными конфигурациями таким образом, чтобы магнитное поле, генерируемое каждой катушкой при одном и том же подаваемом токе, было разным. Например, эффект нагрева можно изменять путем выполнения первой и второй катушек индуктивности из разных типов проволоки таким образом, чтобы магнитное поле, генерируемое каждой катушкой при одном и том же подаваемом токе, было разным. Эффект нагрева можно изменять путем управления первой и второй катушками индуктивности независимо и путем предоставления первой и второй катушек индуктивности с разными конфигурациями таким образом, чтобы магнитное поле, генерируемое каждой катушкой при одном и том же подаваемом токе, было разным.
Каждая катушка индуктивности (катушки) расположена(ы) по меньшей мере частично вокруг зоны нагрева. Катушка индуктивности может проходить лишь частично вокруг окружности полости в области зоны нагрева. Катушка индуктивности может проходить вокруг всей окружности полости в области зоны нагрева.
Катушка(и) индуктивности может(гут) представлять собой планарную катушку, расположенную вокруг части окружности полости или полностью вокруг окружности полости. В данном документе «планарная катушка» означает намотанную по спирали катушку, имеющую ось наматывания, которая перпендикулярна поверхности, в которой лежит катушка. Планарная катушка может лежать в плоской евклидовой плоскости. Планарная катушка может лежать на изогнутой плоскости. Например, планарная катушка может быть намотана в плоской евклидовой плоскости и впоследствии согнута, чтобы лежать на изогнутой плоскости.
Полезно, когда катушка(и) индуктивности является(ются) спиральной(ыми). Катушка индуктивности может быть спиральной и намотанной вокруг центрального свободного пространства, в котором расположена полость. Катушка индуктивности может быть расположена вокруг всей окружности полости.
Катушка(и) индуктивности может(гут) быть спиральной(ыми) и концентрической(ими). Первая и вторая катушки индуктивности могут иметь разные диаметры. Первая и вторая катушки индуктивности могут быть спиральными и концентрическими и могут иметь разные диаметры. В таких вариантах осуществления меньшая из двух катушек может быть расположена по меньшей мере частично внутри большей из первой и второй катушек индуктивности.
Витки обмотки первой катушки индуктивности могут быть электрически изолированы от витков обмотки второй катушки.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать одну или более дополнительных катушек индуктивности. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать третью и четвертую катушки индуктивности, предпочтительно связанные с дополнительными токоприемниками, предпочтительно связанными с различными зонами нагрева.
Первая и вторая катушки индуктивности имеют разные значения индуктивности, что дает преимущество. Первая катушка индуктивности может иметь первую индуктивность, а вторая катушка индуктивности может иметь вторую индуктивность, которая меньше первой индуктивности. Это означает, что магнитные поля, генерируемые первой и второй катушками индуктивности, будут иметь разные напряженности при заданном токе. Это может способствовать достижению разного эффекта нагрева, обеспечиваемого первой и второй катушками индуктивности, при приложении тока одинаковой амплитуды к обеим катушкам. Это может понизить требования к управлению устройства, генерирующего аэрозоль. В случаях, когда первую и вторую катушки индуктивности активируют независимо, катушку индуктивности с большей индуктивностью можно активировать в момент времени, отличный от катушки индуктивности с более низкой индуктивностью. Например, катушку индуктивности с большей индуктивностью можно активировать во время работы, например, во время затяжки, а катушку индуктивности с более низкой индуктивностью можно активировать между сеансами работы, например, между затяжками. Это может способствовать поддержанию повышенной температуры в полости между сеансами использования без необходимости в таком же питании, как при обычном использовании, что является преимуществом. Этот «предварительный нагрев» может уменьшать время, необходимое для возврата полости к желаемой рабочей температуре после возобновления работы устройства, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления первая катушка индуктивности и вторая катушка индуктивности могут иметь одинаковые значения индуктивности.
Первая и вторая катушки индуктивности могут быть образованы из проволоки одинакового типа. Преимущественно первая катушка индуктивности образована из проволоки первого типа, а вторая катушка индуктивности образована из проволоки второго типа, которая отличается от проволоки первого типа. Например, составы проволок или их поперечные сечения могут различаться. Таким образом, индуктивность первой и второй катушек индуктивности может быть разной, даже если общая геометрическая форма катушек одинакова. Это может обеспечить возможность использования одинаковых или похожих геометрических форм катушек для первой и второй катушек индуктивности. Это может способствовать более компактной компоновке.
Проволока первого типа может содержать первый материал проволоки, а проволока второго типа может содержать второй материал проволоки, который отличается от первого материала проволоки. Электрические свойства первого и второго материалов проволоки могут различаться. Например, проволока первого типа может иметь первое сопротивление, а проволока второго типа может иметь второе сопротивление, которое отличается от первого сопротивления.
Подходящие материалы для катушки(ек) индуктивности включают медь, алюминий, серебро и сталь. Предпочтительно катушка индуктивности образована из меди или алюминия.
В случаях, когда первая катушка индуктивности образована из проволоки первого типа, а вторая катушка индуктивности образована из проволоки второго типа, которая отличается от проволоки первого типа, проволока первого типа может иметь другое поперечное сечение, чем проволока второго типа. Проволока первого типа может иметь первое поперечное сечение, а проволока второго типа может иметь второе поперечное сечение, которое отличается от первого поперечного сечения. Например, проволока первого типа может иметь первую форму поперечного сечения, а проволока второго типа может иметь вторую форму поперечного сечения, которая отличается от первой формы поперечного сечения. Проволока первого типа может иметь первую толщину, а проволока второго типа может иметь вторую толщину, которая отличается от первой толщины. Форма поперечного сечения и толщина проволоки первого и второго типов могут различаться.
Токоприемный узел может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для аэрозолизации субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие материалы для токоприемного узла включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемные узлы содержат металл или углерод. Токоприемные узлы могут содержать или состоять из ферромагнитного материала, например, ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитных частиц и феррита, что дает преимущество. Подходящий токоприемный узел может быть выполнен из алюминия или содержать его. Токоприемный узел может содержать более 5 процентов, предпочтительно более 20 процентов, более предпочтительно более 50 процентов или более 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемные узлы могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию.
Токоприемный узел может быть образован из одного слоя материала. Указанный один слой материала может представлять собой слой стали.
Токоприемный узел может содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике. Например, токоприемный узел может содержать металлические дорожки, образованные на внешней поверхности керамического сердечника или подложки.
Токоприемный узел может быть образован из слоя аустенитной стали. Один или более слоев из нержавеющей стали могут быть расположены на слое из аустенитной стали. Например, токоприемный узел может быть образован из слоя аустенитной стали, имеющего слой нержавеющей стали на каждой из его верхней и нижней поверхностей. Токоприемный узел может содержать единственный материал токоприемника. Токоприемный узел может содержать первый материал токоприемника и второй материал токоприемника. Первый материал токоприемника может быть расположен в тесном физическом контакте со вторым материалом токоприемника. Первый и второй материалы токоприемника могут находиться в тесном контакте с образованием цельного токоприемника. В некоторых вариантах осуществления первый материал токоприемника представляет собой нержавеющую сталь, а второй материал токоприемника представляет собой никель. Токоприемный узел может иметь двухслойную конструкцию. Токоприемные узлы могут быть образованы из слоя нержавеющей стали и слоя никеля.
Непосредственный контакт между первым материалом токоприемника и вторым материалом токоприемника может быть достигнут любыми подходящими средствами. Например, второй материал токоприемника может быть осажден, нанесен, нанесен в виде покрытия, нанесен посредством плакирования или приварен к первому материалу токоприемника. Предпочтительные способы включают электролитическое осаждение, гальваническое осаждение и нанесение посредством плакирования.
Второй материал токоприемника может иметь температуру Кюри ниже 500 градусов по Цельсию. Первый материал токоприемника может использоваться главным образом для нагрева токоприемника, когда токоприемник размещен в переменном электромагнитном поле. Может быть использован любой подходящий материал. Например, первый материал токоприемника может представлять собой алюминий или может представлять собой черный металл, такой как нержавеющая сталь. Второй материал токоприемника предпочтительно используется главным образом для указания на то, что токоприемник достиг конкретной температуры, и эта температура представляет собой температуру Кюри второго материала токоприемника. Температура Кюри второго материала токоприемника может использоваться для регулирования температуры всего токоприемника во время работы. Таким образом, температура Кюри второго материала токоприемника должна быть ниже температуры воспламенения субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие материалы для второго токоприемного материала могут включать никель и определенные сплавы никеля. Температуру Кюри второго материала токоприемника предпочтительно можно выбрать так, чтобы она была ниже 400 градусов по Цельсию, предпочтительно ниже 380 градусов по Цельсию или ниже 360 градусов по Цельсию. Предпочтительно второй материал токоприемника представляет собой магнитный материал, выбранный таким образом, что он имеет температуру Кюри, которая по существу совпадает с желаемой максимальной температурой нагрева. Иначе говоря, предпочтительно, чтобы температура Кюри второго материала токоприемника была приблизительно такой же, что и температура, до которой должен быть нагрет токоприемник для генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль. Температура Кюри второго материала токоприемника может, например, находиться в диапазоне от 200 градусов по Цельсию до 400 градусов по Цельсию или в диапазоне от 250 градусов по Цельсию до 360 градусов по Цельсию. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным совместное ламинирование первого материала токоприемника и второго материала токоприемника. Совместное ламинирование может быть выполнено с помощью любых подходящих средств. Например, полоска первого материала токоприемника может быть приварена или диффузионно соединена с полоской второго материала токоприемника. В альтернативном варианте осуществления слой второго материала токоприемника может быть нанесен или осажден на полоску первого материала токоприемника.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Система может представлять собой электрическую курительную систему. Система может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Кожух может быть удлиненным. Кожух может содержать любой подходящий материал или сочетание материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.
Кожух может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.
В альтернативном варианте осуществления мундштук может быть предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль.
В данном документе термин «мундштук» относится к той части устройства, генерирующего аэрозоль, которая размещается во рту пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, образуемого генерирующим аэрозоль устройством из изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости указанного кожуха.
Впускное отверстие для воздуха может быть выполнено в виде полуоткрытого впускного отверстия. Полуоткрытое впускное отверстие предпочтительно позволяет воздуху поступать в устройство, генерирующее аэрозоль. Выход воздуха или жидкости из устройства, генерирующего аэрозоль, через полуоткрытое впускное отверстие можно предотвратить. Полуоткрытое впускное отверстие может являться, например, полупроницаемой мембраной, проницаемой только для воздуха в одном направлении, но непроницаемой для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также являться, например, одноходовым клапаном. Предпочтительно полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают возможность прохождения воздуха через впускное отверстие только при соблюдении конкретных условий, например, минимального понижения давления в устройстве, генерирующем аэрозоль, или прохождения через клапан или мембрану некоторого объема воздуха.
Нагревательный узел может приводиться в действие системой обнаружения затяжки. В альтернативном варианте осуществления нагревательный узел может приводиться в действие путем нажатия кнопки включения/выключения, удерживаемой в течение затяжки пользователя. Система обнаружения затяжек может быть выполнена в виде датчика, который может быть выполнен в виде датчика потока воздуха для измерения скорости потока воздуха. Скорость потока воздуха представляет собой параметр, характеризующий количество воздуха, втягиваемого пользователем в единицу времени через путь для потока воздуха генерирующего аэрозоль устройства. Инициирование затяжки может быть обнаружено датчиком потока воздуха, если скорость потока воздуха превысила заданное пороговое значение. Инициирование также может быть обнаружено при активации кнопки пользователем.
Датчик также может быть выполнен в виде датчика давления для измерения давления воздуха внутри устройства, генерирующего аэрозоль, который втягивается через путь для потока воздуха устройства во время осуществления затяжки пользователем. Датчик может быть выполнен с возможностью измерения разности давления или падения давления между давлением воздуха окружающей среды снаружи устройства, генерирующего аэрозоль, и воздуха, который пользователь втягивает через устройство. Давление воздуха может быть обнаружено во впускном отверстии для воздуха, в мундштуке устройства, полости, такой как нагревательная камера, или любом другом проходе или камере внутри устройства, генерирующего аэрозоль, через которое течет воздух. Когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, внутри устройства образуется отрицательное давление или вакуум, при этом отрицательное давление может быть зарегистрировано датчиком давления. Под термином «отрицательное давление» следует понимать давление, которое ниже, чем давление окружающего воздуха. Другими словами, когда пользователь осуществляет затяжку из устройства, воздух, который втягивается через устройство, имеет давление, которое ниже, чем давление окружающего воздуха снаружи устройства. Инициирование затяжки может быть обнаружено датчиком давления, если разность давления превышает заданное пороговое значение.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, генерирующего аэрозоль, например, кнопку для инициации нагрева устройства, генерирующего аэрозоль, или дисплей для отображения состояния устройства, генерирующего аэрозоль, или субстрата, образующего аэрозоль.
Система, генерирующая аэрозоль, представляет собой комбинацию устройства, генерирующего аэрозоль, и одного или более изделий, генерирующих аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Однако система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как, например, зарядный блок для перезарядки встроенного источника электропитания в электрическом или использующем электричество устройстве, генерирующем аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. В альтернативном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации сыпучего табака. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В данном документе термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу устойчивыми к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5 масс. % в пересчете на сухой вес, и предпочтительно от приблизительно 5 масс. % до приблизительно 30 масс. % в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
В любом из вышеуказанных вариантов осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, и полость устройства, генерирующего аэрозоль, могут быть выполнены с возможностью частичного размещения изделия, генерирующего аэрозоль, в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Полость изделия, генерирующего аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, могут быть выполнены с возможностью полного размещения изделия, генерирующего аэрозоль, в полости устройства, генерирующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть выполнен в виде сегмента, образующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, образующий аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Сегмент, образующий аэрозоль, может также иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в виде сегмента, образующего аэрозоль, имеющего длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В одном из вариантов осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. В альтернативном варианте осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 12 мм.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, образующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на расположенном дальше по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра может представлять собой полую ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра в одном варианте осуществления имеет длину приблизительно 7 миллиметров, но может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров.
В данном документе термины «раньше по ходу потока», «дальше по ходу потока» используют для описания относительных положений компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, в отношении направления, в котором пользователь осуществляет затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, во время его использования.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать внешнюю бумажную обертку. Кроме того, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Перегородка может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
Фиг. 1 - вид в поперечном сечении устройства, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 - иллюстративный вид устройства, генерирующего аэрозоль, с установленным изделием, генерирующим аэрозоль;
Фиг. 3 - более детальный вид токоприемного узла индукционного нагревательного узла изделия, генерирующего аэрозоль;
Фиг. 4 - гибкая часть токоприемного узла;
Фиг. 5 - подвесные пружины и соединительные элементы; и
Фиг. 6 - дополнительный вариант осуществления токоприемного узла.
На Фиг. 1 показана ближняя или расположенная дальше по ходу потока часть устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость 10 для вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль. Вставленное изделие 12, генерирующее аэрозоль, показано на Фиг. 2. Полость 10 может быть выполнена в виде нагревательной камеры.
Внутри полости 10 расположен токоприемный узел 14. Токоприемный узел 14 содержит множество токоприемных лезвий. Отдельные токоприемные лезвия расширяются на соответствующих расположенных дальше по ходу потока концах 42 для облегчения вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, в полость 10. Внутренний диаметр токоприемного узла 14 соответствует внешнему диаметру изделия 12, генерирующего аэрозоль, или немного меньше него. Изделие 12, генерирующее аэрозоль, удерживается токоприемным узлом 14 после вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, в полость 10.
Токоприемный узел 14 является частью индукционного нагревательного узла. Индукционный нагревательный узел может содержать катушку 16 индуктивности. Катушка 16 индуктивности предпочтительно расположена таким образом, чтобы по меньшей мере частично окружать полость 10. Катушка 16 индуктивности окружает всю окружность полости 10. Катушка 16 индуктивности расположена таким образом, чтобы окружать токоприемный узел 14. Катушка 16 индуктивности окружает часть полости 10, в которой размещается субстратная часть 18 изделия 12, генерирующего аэрозоль. Часть 20 фильтра изделия 12, генерирующего аэрозоль, выступает из полости 10 после вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, в полость 10. Пользователь делает затяжку на части 20 фильтра.
Между отдельными токоприемниками токоприемного узла 14 предусмотрены зазоры 40. Зазоры 40 обеспечивают возможность втекания воздуха в изделие 12, генерирующее аэрозоль, после вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, в полость 10. Зазоры 40 делают возможным радиальный поток воздуха из пространства полости 10 между теплоизоляционным элементом 22 и токоприемным узлом 14 в изделие 12, генерирующее аэрозоль. Следовательно, зазоры 40 делают возможным радиальный поток воздуха внутрь. Зазоры 40 имеют удлиненную форму. Зазоры 40 могут проходить по существу вдоль длины субстратной части 18 изделия 12, генерирующего аэрозоль.
Может быть предусмотрено более одной катушки 16 индуктивности. Предпочтительно предусмотрены две катушки 16 индуктивности или более двух катушек 16 индуктивности. Катушки 16 индуктивности могут быть частью индукционного нагревательного узла. Катушки 16 индуктивности могут быть выполнены с возможностью раздельного управления ими для обеспечения нагрева отдельных зон нагрева внутри полости 10. В качестве примера первая катушка индуктивности может быть расположена таким образом, чтобы окружать расположенную дальше по ходу потока часть полости 10, соответствующую расположенной дальше по ходу потока зоне нагрева, а вторая катушка индуктивности может быть расположена таким образом, чтобы окружать расположенную раньше по ходу потока часть полости 10, соответствующую расположенной раньше по ходу потока зоне нагрева.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дополнительные элементы, не показанные на фигурах, такие как контроллер для управления индукционным нагревательным узлом. Контроллер может быть выполнен с возможностью раздельного управления отдельными катушками, если индукционный нагревательный узел содержит более одной катушки 16 индуктивности. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, такой как батарея. Контроллер может быть выполнен с возможностью управлять подачей электрической энергии от источника питания на катушку 16 индуктивности или на отдельные катушки 16 индуктивности.
Между токоприемным узлом 14 и катушкой 16 индуктивности расположен теплоизоляционный элемент 22. Теплоизоляционный элемент 22 образует боковую стенку полости 10. Теплоизоляционный элемент 22 является удлиненным. Теплоизоляционный элемент 22 имеет полую цилиндрическую форму. Теплоизоляционный элемент 22 прикреплен к кожуху 24 устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно теплоизоляционный элемент 22 прикреплен к расположенному дальше по ходу потока концу 26 кожуха 24, как показано на Фиг. 1. Дополнительно теплоизоляционный элемент 22 прикреплен к основанию 28 полости 10 на расположенном дальше по ходу потока конце полости 10. В основании 28 полости 10 расположены одно или более отверстий 30 для воздуха.
Отверстие 30 для воздуха является удлиненным и проходит параллельно продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль. Отверстие 30 для воздуха позволяет воздуху поступать в полость 10 на расположенном раньше по ходу потока конце 32 полости 10. Теплоизоляционный элемент 22 предотвращает поступление воздуха в полость 10 в боковом направлении.
Катушка 16 индуктивности расположена в отделении 34 для катушки. Отделение 34 для катушки выполнено таким образом, чтобы окружать теплоизоляционный элемент 22. Предусмотрена слоистая структура с полостью 10, расположенной центрально в середине. Предусмотрен теплоизоляционный элемент 22, окружающий полость 10. Отделение 34 для катушки расположено таким образом, что оно окружает теплоизоляционный элемент 22. Предусмотрен кожух 24 устройства, генерирующего аэрозоль, окружающий отделение 34 для катушки.
Предусмотрено впускное отверстие 36 для воздуха для обеспечения возможности поступления окружающего воздуха в отделение 34 для катушки. Впускное отверстие 36 для воздуха расположено на расположенном дальше по ходу потока конце 26 кожуха 24. Впускное отверстие 36 для воздуха расположено смежно с отделением 34 для катушки. Впускное отверстие 36 для воздуха предусмотрено между внешней окружностью кожуха 24 и частью расположенного дальше по ходу потока конца 26 кожуха 24, соединенной с теплоизоляционным элементом 22. В альтернативном варианте осуществления, как показано на Фиг. 1, впускное отверстие 36 для воздуха расположено в боковой стенке кожуха 24 устройства, генерирующего аэрозоль. Другими словами, впускное отверстие 36 для воздуха расположено во внешней окружности кожуха 24 устройства, генерирующего аэрозоль. Впускное отверстие 36 для воздуха расположено смежно с расположенным раньше по ходу потока концом полости 10.
На Фиг. 1 показан упругий уплотнительный элемент 38 на расположенном дальше по ходу потока конце полости 10. Упругий уплотнительный элемент 38 расположен таким образом, чтобы окружать расположенный дальше по ходу потока конец полости 10. Упругий уплотнительный элемент 38 имеет круглую форму. Упругий уплотнительный элемент 38 имеет форму воронки, облегчающую вставку изделия 12, генерирующего аэрозоль. Упругий уплотнительный элемент 38 прикладывает давление к изделию 12, генерирующему аэрозоль, после вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, для удержания изделия 12, генерирующего аэрозоль, на месте. Упругий уплотнительный элемент 38 является непроницаемым для воздуха для предотвращения выхода воздуха из полости 10, за исключением выхода через изделие 12, генерирующее аэрозоль.
На Фиг. 2 представлена иллюстрация изделия, генерирующего аэрозоль, на которой изделие 12, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость 10. Субстратная часть 18 изделия 12, генерирующего аэрозоль, размещена в полости 10. Часть 20 фильтра изделия 12, генерирующего аэрозоль, выступает из полости 10 чтобы пользователь мог делать затяжку на изделии 12, генерирующем аэрозоль.
В дополнение к вставленному изделию 12, генерирующему аэрозоль, поток воздуха указан на Фиг. 2. Воздух может втекать в устройство, генерирующее аэрозоль, через впускное отверстие 36 для воздуха. Может быть предусмотрено более одного впускного отверстия 36 для воздуха. Воздух протекает через отделение 34 для катушки. После выхода из отделения 34 для катушки воздух втекает в полость 10 через отверстие 30 для воздуха, расположенное у основания 28 полости 10. Затем воздух втекает в изделие 12, генерирующее аэрозоль, через зазоры, предусмотренные между отдельными токоприемными лезвиями.
На Фиг. 3 показан подробный вид токоприемного узла 14. Как видно на Фиг. 3, расположенные дальше по ходу потока концы 42 отдельных токоприемников расширяются для облегчения вставки изделия 12, генерирующего аэрозоль, в полость 10. Расположенные раньше по ходу потока концы отдельных токоприемников токоприемного узла 14 прикреплены к основанию 28 полости 10.
На Фиг. 4 показаны гибкие части 44 отдельных токоприемников токоприемного узла 14. Каждая гибкая часть 44 выполнена в виде выступа. Гибкая часть 44 обеспечивает возможность радиального перемещения токоприемников таким образом, что изделие 12, генерирующее аэрозоль, может быть размещено внутри токоприемного узла 14. Внутренний диаметр токоприемного узла 14 соответствует внешнему диаметру изделия 12, генерирующего аэрозоль, или немного меньше него.
На Фиг. 5 показаны подвесные пружины 46. Может быть предусмотрена одна подвесная пружина 46. Однако в предпочтительном варианте, как видно на Фиг. 5B и Фиг. 5C, предусмотрены две подвесные пружины 46. Одна из подвесных пружин 46 расположена смежно с расположенными дальше по ходу потока концами 42 токоприемников токоприемного узла 14. Дополнительная подвесная пружина 46 расположена смежно с расположенными раньше по ходу потока концами токоприемников. Подвесная пружина 46 расположена между теплоизоляционным элементом 22 и токоприемным узлом 14. Подвесная пружина 46 является гибкой для обеспечения возможности радиального перемещения токоприемника, как указано стрелками на Фиг. 5A и 5C. Кроме того, подвесная пружина 46 предотвращает одно или более из осевого и тангенциального перемещения токоприемников. Как видно на Фиг. 5A, отдельные токоприемники прикреплены к подвесной пружине 46. Подвесная пружина 46 имеет плоские части для прикрепления токоприемников. Подвесная пружина 46 имеет выступы или криволинейную форму для перекрывания расстояния между токоприемниками и теплоизоляционным элементом 22. Подвесная пружина 46 поддерживается у теплоизоляционного элемента 22. Подвесная пружина 46 установлена у теплоизоляционного элемента 22. Дополнительная подвесная пружина 46 установлена в соответствующей канавке теплоизоляционного элемента 22. Подвесная пружина 46 прикреплена к теплоизоляционному элементу 22. Подвесная пружина 46 может быть выполнена за одно целое с теплоизоляционным элементом 22.
На Фиг. 5 дополнительно показан первый соединительный элемент 50 токоприемников и соответствующий второй соединительный элемент 48 основания 28. Как показано на Фиг. 5B и 5C, первый соединительный элемент 50 выполнен в виде выступа, а второй соединительный элемент 48 основания 28 выполнен в виде углубления. Первый соединительный элемент 50 и второй соединительный элемент 48 выполнены с возможностью зацепления друг с другом. Первый соединительный элемент 50 и второй соединительный элемент 48 обеспечивают возможность радиального перемещения токоприемного узла 14, в то же время предотвращая осевое перемещение токоприемного узла 14. Первый соединительный элемент 50 представляет собой охватываемый соединительный элемент, а второй соединительный элемент 48 представляет собой охватывающий соединительный элемент или наоборот.
На Фиг. 6 показан вариант осуществления токоприемников токоприемного узла 14. Внутренние поверхности токоприемников имеют вогнутую поверхность. Токоприемный узел 14 в соответствии с этим вариантом осуществления имеет трубчатую форму, которая может быть улучшена вогнутыми внутренними поверхностями токоприемников.