ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С УСТРОЙСТВОМ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
PRODUCT FOR USE WITH THE DEVICE FOR HEATING THE SMOKING MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается устройства для нагревания материала, который возможно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента материала, который возможно курить, изделий для использования с таким устройством, систем, которые содержат такие изделия и устройства, способов изготовления генераторов магнитного поля для использования в таких устройствах и способов изготовления нагревателей для использования при нагревании материала, который возможно курить.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и т.п., при использовании сжигают табак с целью создания табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы этим изделиям путем создания продуктов, в которых вещества высвобождаются без горения. Примерами таких продуктов являются так называемые продукты «нагревать, но не сжигать» или нагревающие табак устройства или продукты, в которых вещества высвобождаются за счет нагревания материала, а не его сжигания. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным продуктом, который может как содержать, так и не содержать никотина.
Раскрытие изобретения
Первым объектом изобретения является способ изготовления нагревателя для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала, включающий в себя этапы, на которых берут подложку; и формируют на подложке замкнутый контур нагревающего материала, способного нагреваться благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, при этом формирование включает в себя нанесение нагревающего материала на подложку.
Этап формирования может включать в себя этап, на котором наносят на подложку замкнутый контур нагревающего материала.
Предпочтительно этап нанесения включает в себя печать.
Способ может включать в себя этап, на котором наносят на подложку несколько замкнутых контуров нагревающего материала.
При этом этап нанесения может включать в себя нанесение на подложку нескольких замкнутых контуров нагревающего материала так, что они не контактируют друг с другом.
Этап нанесения может включать в себя нанесение на подложку нескольких замкнутых контуров нагревающего материала так, что они расположены концентрично друг относительно друга.
Нагреватель может быть выполнен с возможностью использования в изделии, которое соответствует третьему объекту настоящего изобретения.
Вторым объектом изобретения является способ изготовления генератора магнитного поля для использования в устройстве для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала, включающий в себя этапы, на которых берут опору; и формируют на опоре электропроводящую катушку, при этом формирование включает в себя нанесение на опору электропроводящего материала.
Этап формирования может включать в себя нанесение на опору электропроводящей катушки.
Этап нанесения может включать в себя печать.
Предпочтительно на этапе формирования на опоре электропроводящей катушки электропроводящий материал связывают с опорой.
Способ может включать в себя этап, на котором электрически соединяют электропроводящую катушку с устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через электропроводящую катушку.
Кроме того, способ может включать в себя этапы, на которых формируют несколько электропроводящих катушек; и соединяют каждую из электропроводящих катушек с устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через электропроводящие катушки.
При этом указанное соединение может включать в себя соединение всех электропроводящих катушек с одним устройством.
Третьим объектом изобретения является изделие для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала, содержащее курительный материал; и пленку, определяющую замкнутый контур нагревающего материала, при этом нагревающий материал способен нагреваться благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля с целью нагревания курительного материала.
Замкнутый контур нагревающего материала может представлять собой напечатанный замкнутый контур нагревающего материала. При этом замкнутый контур нагревающего материала может быть образован из чернил.
Изделие может включать в себя одну или несколько пленок, содержащих несколько замкнутых контуров нагревающего материала. При этом несколько замкнутых контуров нагревающего материала могут быть расположены концентрично друг относительно друга.
Нагревающий материал может контактировать с курительным материалом.
Изделие может дополнительно содержать подложку, при этом замкнутый контур нагревающего материала расположен на подложке. При этом подложка может содержать курительный материал.
Нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из следующих: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал.
Нагревающий материал может содержать металл или сплав металла.
Кроме того, нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из следующих: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза.
Четвертым объектом изобретения является устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого курительного материала, содержащее генератор магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля для использования при нагревании курительного материала, при этом генератор магнитного поля содержит пленку, определяющую катушку электропроводящего материала, и устройство для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку.
Указанная катушка может представлять собой напечатанную катушку, в частности, из чернил.
Генератор магнитного поля может содержать опору, при этом катушка связана с этой опорой.
Катушка может представлять собой двумерную спираль.
Генератор магнитного поля может содержать одну или несколько пленок, определяющих несколько катушек электропроводящего материала.
Катушки могут быть расположены на опоре рядом друг с другом.
Первая катушка из нескольких катушек может занимать первую область на опоре, а вторая катушка из нескольких катушек может занимать вторую область на опоре, при этом вторая область меньше первой области.
Каждая из нескольких катушек может быть соединена с соответствующим устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через соединенную с ним катушку.
Устройство может содержать контроллер, при этом каждое из соответствующих устройств соединено с этим контроллером.
Контроллер может быть выполнен с возможностью независимого управления каждым из соответствующих устройств с целью выработки нескольких соответствующих изменяющихся магнитных полей.
Устройство может содержать интерфейс для взаимодействия с изделием, которое содержит курительный материал и нагревающий материал, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля для нагревания курительного материала, а генератор магнитного поля выполнен так, что изменяющееся магнитное поле проникает в интерфейс, когда изделие взаимодействует с этим интерфейсом.
Устройство может содержать нагревающий материал, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля для нагревания курительного материала, при этом генератор магнитного поля выполнен так, что изменяющееся магнитное поле проникает в нагревающий материал устройства.
Пятым объектом изобретения является устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого курительного материала, содержащее генератор магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля для использования при нагревании курительного материала, при этом генератор магнитного поля содержит катушку в форме двумерной спирали электропроводящего материала и устройство для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку.
Устройство, соответствующее пятому объекту изобретения, может обладать любым одним или несколькими особенностями, присущими устройству по четвертому объекту изобретения.
Шестым объектом изобретения является система, содержащая устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого курительного материала; и изделие для использования с указанным устройством, содержащее курительный материал; при этом устройство содержит генератор магнитного поля, выполненный с возможностью выработки изменяющегося магнитного поля для использования при нагревании курительного материала и содержащий пленку, определяющую катушку электропроводящего материала, и устройство для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку.
Изделие может содержать нагревающий материал, способный нагреваться благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля для нагревания курительного материала, а устройство содержит интерфейс для взаимодействия с изделием, при этом генератор магнитного поля выполнен так, что изменяющееся магнитное поле проникает в нагревающий материал изделия, когда изделие взаимодействует с интерфейсом.
Изделие в указанной системе соответствует третьему объекту настоящего изобретения и может обладать любыми одной или несколькими особенностями, присущими изделию, соответствующему третьему объекту настоящего изобретения.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство содержит нагревающий материал, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля для нагревания курительного материала, и генератор магнитного поля, способный создавать изменяющееся магнитное поле, проникающее в нагревающий материал устройства.
Седьмым аспектом изобретения является система, содержащая устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого курительного материала и изделие для использования с указанным устройством, содержащее курительный материал и пленку, определяющую замкнутый контур нагревающего материала, при этом нагревающий материал выполнен с возможностью нагрева за счет проникающего в него изменяющегося магнитного поля с целью нагревания курительного материала, а устройство содержит интерфейс для взаимодействия с изделием и генератор магнитного поля для выработки изменяющегося магнитного поля для нагревания нагревающего материала, когда изделие взаимодействует с интерфейсом.
Используемое в системе устройство может соответствовать четвертому объекту изобретения и обладать любым одним или несколькими особенностями, присущими описанным выше вариантам осуществления устройства по четвертому объекту изобретения.
Далее будут описаны варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана часть изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, вид спереди;
на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид в поперечном сечении;
на фиг. 3 - часть другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, вид в поперечном сечении;
на фиг. 4 - устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, вид в поперечном сечении;
на фиг. 5 - другое устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, вид в поперечном сечении;
на фиг. 6 схематично показана часть генератора магнитного поля из устройства по фиг. 4, вид спереди;
на фиг. 7 - то же, что на фиг. 6, вид в поперечном сечении;
на фиг. 8 схематично показана часть другого генератора магнитного поля из устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала, вид спереди;
на фиг. 9 - блок-схема способа изготовления нагревателя для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала;
на фиг. 10 - блок-схема способа изготовления генератора магнитного поля для использования в устройстве для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала.
Варианты осуществления изобретения
Используемый в настоящем описании термин «курительный материал» включает в себя материалы, которые при нагревании выделяют летучие компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля. «Курительный материал» может быть материалом, не содержащим табак, или материалом, содержащим табак. «Курительный материал» может, например, содержать один или несколько следующих компонентов: собственно табак, производные табака, взорванный табак, восстановленный табак, экстракт табака, гомогенизированный табак или заменители табака. Курительный материал может быть в форме размолотого табака, резанного табака, прессованного табака, восстановленного табака, восстановленного курительного материала, жидкости, геля, загущенного листа, порошка или окускованного материала, или т.п. «Курительный материал» также может содержать другие, не табачные, продукты, которые, в зависимости от продукта, могут как содержать никотин, так и не содержать его. «Курительный материал» может содержать один или несколько увлажнителей, таких как глицерин или пропиленгликоль.
Термин «нагревающий материал» или «материал нагревателя» означает материал, который может быть нагрет при проникновении в него переменного магнитного поля.
Под терминами «запах» и «ароматизатор» понимаются материалы, которые, если они разрешены местным законодательством, могут быть использованы для создания в продукте для взрослых потребителей желаемого вкуса или аромата. Они могут представлять собой экстракты (например, лакрица, гортензия, лист белоствольной японской магнолии, ромашка, пажитник, гвоздика, ментол, японская мята, анисовое семя, корица, травы, винтергрен, вишня, ягода, персик, яблоко, Драмбьюи, бурбон, шотландский виски, виски, мята, перечная мята, лаванда, кардамон, сельдерей, каскарилла, мускатный орех, сандаловое дерево, бергамот, герань, экстракт меда, розовое масло, ваниль, лимонное масло, апельсиновое масло, акация, тмин, коньяк, жасмин, иланг-иланг, шалфей, фенхель, гвоздичный перец, имбирь, анис, кориандр, кофе или мятное масло из любого растения сорта мята), улучшители запаха, блокировщики активного центра рецепторов горечи, стимуляторы и активаторы активных центров рецепторов ощущений, сахара и/или заменители сахаров (например, сукралоза, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламаты, лактоза, сахароза, глюкоза, фруктоза, сорбитол или маннитол) и другие добавки, такие как активированный уголь, хлорофилл, минералы, растения или средства освежения дыхания. Они могут быть имитацией, синтетическими или натуральными ингредиентами или смесями. Они могут обладать любой подходящей формой, например, быть в форме масла, жидкости, геля, порошка или подобного.
Индукционное нагревание представляет собой процесс, в котором электропроводящий объект нагревают благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и средство для прохождения изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через электромагнит. Когда электромагнит и объект, подлежащий нагреванию, подходящим образом расположены друг относительно друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, создающееся электромагнитом, проникает в объект, и внутри объекта возникают один или несколько вихревых токов. Указанный объект обладает сопротивлением, следовательно, когда в объекте возникают такие вихревые токи, их течение с учетом электрического сопротивления объекта вызывает нагревание объекта. Этот процесс называется джоулевым, омическим или резистивным нагреванием. Объект, который может быть нагрет индуктивно, называют воспринимающим элементом.
Было обнаружено, что, когда воспринимающий элемент имеет форму замкнутого контура, улучшается магнитное взаимодействие воспринимающего элемента и электромагнита, что приводит к большему или улучшенному джоулевому нагреванию.
Нагревание благодаря магнитному гистерезису представляет собой процесс, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Магнитный материал можно рассматривать как содержащий много магнитов атомного масштаба или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи ориентируются в соответствии с магнитным полем, следовательно, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, создаваемое электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется в соответствии с приложенным изменяющимся магнитным полем. Переориентация магнитных диполей вызывает выработку теплоты в магнитном материале.
Когда объект является как электропроводящим, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может вызывать в объекте как джоулево нагревание, так и нагревание благодаря магнитному гистерезису. Более того, использование магнитного материала может усилить магнитное поле, что может увеличить джоулево нагревание.
В каждом из упомянутых выше процессов, так как теплота вырабатывается внутри самого объекта, а не с помощью внешнего источника с помощью теплопередачи, может быть получено быстрое увеличение температуры в объекте и более равномерное распределение теплоты, особенно благодаря выбору подходящего материала объекта, его геометрии, а также подходящей величины изменяющегося магнитного поля и его ориентации относительно объекта. Более того, так как индукционное нагревание и нагревание благодаря магнитному гистерезису не требуют физического соединения источника изменяющегося магнитного поля с нагреваемым объектом, увеличиваются свобода проектирования и управление профилем нагревания, а кроме того могут быть снижены затраты.
На фиг. 1 и 2 показана часть изделия 1, соответствующего одному из вариантов осуществления изобретения. Изделие 1 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного материала без сжигания этого материала. В этом варианте осуществления изобретения изделие 1 содержит подложку 20 и одну или несколько пленок, определяющих несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10. Нагревающий материал 10 может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
Толщина единственной или каждой пленки, определяющей замкнутые контуры 10а - 10f нагревающего материала 10, может составлять не более 1 мкм, например, составлять менее 1 мкм. В других вариантах осуществления изобретения толщина пленки может быть больше 1 мкм, например, более 10 мкм или более 100 мкм.
Подложка 20 содержит курительный материал 30, такой как табак. В некоторых вариантах осуществления изобретения подложка 20 может содержать, или полностью состоять или по существу полностью состоять из курительного материала 30, например, табака, такого как восстановленный курительный материал, например восстановленный табак. Последний иногда называется «гомогенизированным табаком».
Несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 могут при использовании быть нагреты для нагревания курительного материала 30 с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого курительного материала 30. Каждый из замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 можно рассматривать как нагреватель для использования при нагревании курительного материала.
В некоторых вариантах осуществления изобретения изделие 1 может содержать только один замкнутый контур 10а нагревающего материала 10. В таких вариантах осуществления изобретения замкнутый контур 10а нагревающего материала 10 при использовании может быть нагрет для нагревания курительного материала 30 с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала 30. В других вариантах осуществления изобретения, как показано на фиг. 1 и 2, изделие 1 может содержать более одного замкнутого контура 10а - 10f нагревающего материала 10.
Каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 является квадратным или прямоугольным. В других вариантах осуществления изобретения каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f может обладать другой формой, которая образует петлю, например, круглую или эллиптическую.
Каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 обладает одинаковой шириной и одинаковой толщиной. В других вариантах осуществления изобретения каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала может отличаться по меньшей мере от одного другого замкнутого контура 10а - 10f. Например, замкнутые контуры 10а - 10f могут обладать разной шириной или толщиной. В других вариантах осуществления изобретения единственный замкнутый контур 10а может обладать изменяющейся толщиной или шириной вдоль его длины. Такие изменения ширины или толщины замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 могут концентрировать нагревание нагревающего материала 10, что может привести к изменению скорости, с которой нагревающий материал 10 испаряет курительный материал 30.
В некоторых вариантах осуществления изобретения замкнутые контуры 10а - 10f нагревающего материала 10 могут приводить к улучшению магнитного взаимодействия замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 и электромагнита используемого устройства, что приводит к большему или улучшенному джоулевому нагреванию.
Фактически во всех представленных в настоящем описании вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 10 является алюминием. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 10 может содержать один или несколько материалов, выбранных из следующих: электропроводящий материал, магнитный материал и немагнитный материал. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 10 может содержать металл или сплав металла. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 10 может содержать один или несколько материалов, выбранных из следующих: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза. В других вариантах осуществления изобретения может быть использован другой нагревающий материал (материалы). Также было обнаружено, что, когда в качестве нагревающего материала 10 используется магнитный электропроводящий материал, может быть улучшено магнитное взаимодействие магнитного электропроводящего материала и электромагнита устройства. Помимо возможного нагревания благодаря магнитному гистерезису, указанное может привести к большему или улучшенному джоулевому нагреванию нагревающего материала 10 и, таким образом, большему или улучшенному нагреванию курительного материала 30.
Каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 контактирует с подложкой 20. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 10 может быть в виде чернил. Таким образом, замкнутые контуры 10а - 10f нагревающего материала 10 могут быть непосредственно нанесены на подложку 20, например, с помощью печати. Печать чернил, содержащих нагревающий материал 10, на подложку 20 может приводить к плотному соединению нагревающего материала 10 с подложкой 10, что может выразиться в хорошей теплопередаче между нагревающим материалом 10 и курительным материалом 30, который содержится в подложке 20.
Чернила и пленки могут иметь малую толщину, следовательно, индуцированный электрический ток и/или индуцированная переориентация магнитных диполей в чернилах или пленке при воздействии изменяющегося магнитного поля могут проникать в большую часть или во все чернила или пленку, а не ограничиваться только их «наружным слоем», что может происходить в случае, если компонент, содержащий нагревающий материал, имеет слишком большую толщину. Таким образом, достигается более эффективное использование материала и, в свою очередь, уменьшаются затраты.
В некоторых вариантах осуществления изобретения нанесение может приводить к образованию замкнутых контуров 10а - 10f. В других вариантах осуществления изобретения этого может и не происходить. Например, на подложку 20 может быть нанесена пленка нагревающего материала 10, а затем из пленки, например, путем травления, могут быть сформированы замкнутые контуры 10а - 10f.
Несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 не контактируют друг с другом, т.е. они не касаются друг друга. В других вариантах осуществления изобретения один или несколько замкнутых контуров 10а - 10f могут контактировать с одним или несколькими замкнутыми контурами 10а - 10f.
Несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 расположены концентрично друг относительно друга. В других вариантах осуществления изобретения несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 могут быть расположены так, что каждый из замкнутых контуров 10а - 10f расположен снаружи каждого другого замкнутого контура 10а - 10f или в соответствии с любым другим расположением.
Нагревающий материал 10 нанесен на изначально плоскую подложку 20. В этом варианте осуществления изобретения подложка 20 и несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 вместе являются гибкими или деформируемыми. Под «деформируемыми» понимается то, что изделие 1 может быть сжато, изогнуто, раскатано, согнуто или деформировано, чтобы принять разные общие формы без разрушения, например, может принимать цилиндрическую форму. Степень гибкости зависит от материала и толщины подложки 20 и состава замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10. Такая гибкость может увеличить приспосабливаемость изделия 1, например, путем увеличения количества возможных конфигураций изделия 1. Такие конструкции могут подходить для использования в изделиях целого ряда различных форм. Например, подложка 20 может быть слоем на поверхности изделия, может образовывать выемку в изделии, или может быть согнута для размещения в выемке изделия. В других вариантах осуществления изобретения подложка 20 и несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 вместе могут быть по существу жесткими.
Подложка 20 является по существу плоской. В некоторых вариантах осуществления изобретения подложка 20 может не быть плоской, а, например, цилиндрической. Тогда, замкнутые контуры 10а - 10f нагревающего материала 10 будут расположены на поверхности цилиндрической подложки 20. В других вариантах осуществления изобретения подложка 20 может иметь другую форму, например, коническую.
Несколько замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 связаны с подложкой 20. Связывание может быть достигнуто, например, с помощью процесса печати на нагревающем материале 10 или путем приклеивания нагревающего материала 10 к подложке 20 с использованием клея. В других вариантах осуществления изобретения связывание может быть достигнуто с помощью процесса нанесения, включающего в себя физическое сцепление или переплетение нагревающего материала 10 и подложки 20 или нагревающего материала 10 и курительного материала 30. В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда процесс нанесения включает в себя печать, связи можно достигнуть благодаря частичному впитыванию чернил подложкой 20. В вариантах осуществления изобретения, в которых подложка 20 содержит курительный материал 30, такое связывание нагревающего материала 10 с подложкой 20 может приводить к лучшей теплопроводности от нагревающего материала 10 к подложке 20 и, следовательно, к испарению большей доли курительного материала 30 при использовании.
На фиг. 3 схематично показано другое изделие, соответствующее одному из вариантов осуществления изобретения. Изделие 2 идентично изделию 1 по фиг. 1 и 2, за исключением того, что подложка 20 изделия 2 по фиг. 3 не содержит курительный материал 30. В этом случае курительный материал 30 отделен от подложки 20.
В этом варианте осуществления изобретения подложка содержит бумагу или картон. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения подложка 20 может дополнительно или в качестве альтернативы содержать термоизоляцию. Такая термоизоляция может помочь увеличить долю тепла, которое нагревает курительный материал 30, когда нагревающий материал 10 нагревается благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
Курительный материал 30 содержится в отдельном слое, расположенном на нескольких замкнутых контурах 10а - 10f нагревающего материала 10 и может быть, например, слоем восстановленного табака. Таким образом, замкнутые контуры 10а - 10f нагревающего материала 10 расположены между подложкой 29 и курительным материалом 30. В других вариантах осуществления изобретения курительный материал 30 может быть расположен на подложке 20 и может окружать, по меньшей мере частично, каждый из нескольких замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10. Каждый из замкнутых контуров 10а - 10f нагревающего материала 10 и фактическое объединение подложки 20 с несколькими замкнутыми контурами 10а - 10f нагревающего материала 10 можно рассматривать как нагреватель для нагревания курительного материала.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, которые могут быть соответствующими изменениями описанных выше вариантов, изделие 1 или 2 может содержать мундштук, определяющий проход, который сообщается с курительным материалом 30. Мундштук может быть выполнен из любого подходящего материала, например, из пластмассы, картона, ацетата целлюлозы, бумаги, металла, стекла, керамики или резины. Когда при использовании курительный материал 30 нагрет, пользователь может легко вдохнуть испаренные компоненты курительного материала 30. В вариантах осуществления изобретения, в которых изделие является одноразовым, когда в изделии кончается весь или по существу весь испаряемый компонент (компоненты) курительного материала 30, пользователь может избавиться от мундштука вместе с оставшейся частью изделия. Это может быть более гигиеничным, чем использование одного и того же мундштука с разными изделиями, и может помочь обеспечить корректное выравнивание мундштука с курительным материалом, предоставляя пользователю чистый, свежий мундштук каждый раз, когда пользователь хочет использовать другое изделие. Мундштук, когда он используется, может содержать ароматизатор или может быть наполнен ароматизатором. Ароматизатор может быть расположен так, чтобы при использовании его подхватывал нагретый пар при прохождении по проходу мундштука.
Каждое из описанных выше изделий 1, 2 и их описанные варианты могут быть использованы с устройством для нагревания курительного материала 30 с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала 30. При подготовке изделия 1, 2 для использования с устройством сначала изделие 1, 2 может быть скатано пользователем, чтобы оно приняло по существу цилиндрическую форму. В некоторых вариантах осуществления изобретения изделие 1, 2 может быть предоставлено пользователю в некотором предварительно скатанном состоянии. Устройство может быть выполнено с возможностью нагревания курительного материала 30 с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 30 без его сжигания. Примеры таких устройств описаны ниже.
На фиг. 4 показан пример выполнения устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала. Устройство 100 выполнено с возможностью использования с изделием, содержащим курительный материал 30 и нагревающий материал 10, при этом упомянутое изделие может быть одним из описанных выше изделий 1, 2.
Устройство 100, соответствующее этому варианту осуществления изобретения, содержит генератор 120 магнитного поля. Генератор 120 магнитного поля содержит источник 121 электроэнергии, пленку, определяющую катушку 50 на опоре 40, устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через катушку 50, контроллер 124, пользовательский интерфейс 125, обеспечивающий пользователю возможность управления контроллером 124, датчик 126 температуры и интерфейс 101 для взаимодействия с изделием.
Толщина пленки, определяющей катушку 50 электропроводящего материала, может составлять не более 1 мкм, например, составлять менее 1 мкм. В других вариантах осуществления изобретения толщина пленки может быть больше 1 мкм, например, более 10 мкм или более 100 мкм.
Интерфейс 101 содержит полость 101, которая выполнена с возможностью приема изделия через отверстие 102. Полость 101 выполнена с возможностью извлечения изделия через отверстие 102 после использования устройства 100. Изделие может быть извлечено из полости 101 пользователем и заменено другим изделием с целью повторного использования устройства 100.
Источник 121 электроэнергии представляет собой аккумуляторную батарею. В других вариантах осуществления изобретения источник 121 электроэнергии может не быть аккумуляторной батареей, а, например, неперезаряжаемой батареей, конденсатором, гибридным устройством из батареи и конденсатора или соединением с источником сетевого электричества.
На фиг. 6 и 7 отдельно показана катушка 50 с опорой 40 устройства 100 по фиг. 4.
Катушка 50 является двумерной спиралью на поверхности опоры 40. Катушка 50 определена пленкой. В этом варианте осуществления изобретения опора 40 является неэлектропроводящей, т.е. является электрическим изолятором. В других вариантах осуществления изобретения опора 40 может отсутствовать.
В некоторых вариантах осуществления изобретения катушка 50 может быть нанесена на плоскую опору 40. В этом варианте осуществления изобретения опора 40 с пленкой, определяющей катушку 50, вместе являются гибкими или деформируемыми. Под «деформируемыми» понимается то, что опора 40 и пленка, определяющая катушку 50, в сборе могут быть сжаты, изогнуты, раскатаны, согнуты или деформированы, чтобы принять разные общие формы без разрушения, например, принять цилиндрическую форму. Степень гибкости зависит от материала и толщины опоры 40 и состава электропроводящего материала катушки 50. Изменяя форму узла, состоящего из опоры 40 и пленки, определяющей катушку 50, так, чтобы она была трехмерной, может быть получена трехмерная форма силовых линий, когда изменяющийся электрический ток проходит через катушку 50. Такая трехмерная форма силовых линий увеличивает количество возможных конфигураций устройства 100. Например, опора 40 может быть слоем на поверхности устройства 100, может определять выемку в устройстве 100, или может быть согнута для размещения в выемке устройства 100. В других вариантах осуществления изобретения опора 40 и пленка, определяющая катушку 50, вместе могут являться по существу жесткими.
Катушка 50 является электропроводящей, выполненной с возможностью пропускания через нее изменяющегося электрического тока. В этом варианте осуществления изобретения электропроводящий материал катушки 50 представляет собой электропроводящую пленку в виде чернил. Катушка 50, соответствующая этому варианту осуществления изобретения, содержит электропроводящий материал.
Катушка 50 контактирует с опорой 40. Катушка 50 может быть нанесена непосредственно на опору 40. Нанесение непосредственно на опору 40 может приводить к плотному соединению электропроводящих чернил с опорой 40, что позволяет лучше связать катушку 50 с подложкой 50 и помогает избежать расслаивания. Нанесение может включать в себя, например, печать.
В некоторых вариантах осуществления изобретения нанесение может приводить к образованию катушки 50. В других вариантах осуществления изобретения этого может и не происходить. Например, на опору 40 может быть нанесена пленка электропроводящего материала 10, а катушка 50 может быть сформирована из пленки, например, путем травления.
Катушка 50 связана с опорой 40. Связывание может быть достигнуто, например, с помощью печати или химического или механического склеивания катушки 50 с опорой 40. В других вариантах осуществления изобретения связывание может быть достигнуто с помощью процесса нанесения, включающего в себя физическое сцепление или переплетение катушки 50 и опоры 40. В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда процесс нанесения включает в себя печать, связи можно достигнуть благодаря частичному впитыванию чернил опорой 40.
Катушка 50 является двумерной спиралью. В этом варианте осуществления изобретения катушка 50 является по существу квадратной или прямоугольной. В других вариантах осуществления изобретения катушка 50 может иметь другую форму, например, по существу круглую или эллиптическую. В некоторых вариантах осуществления изобретения катушка 50 может иметь форму трехмерной спирали. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения катушка 50 может быть изготовлена с использованием технологии аддитивного наращивания, такой как 3D печать.
Соседние участки катушки 50 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. В других вариантах осуществления изобретения участки катушки 50 могут быть расположены на разном расстоянии друг от друга. Сравнительно близко расположенные участки катушки 50 при использовании могут создавать более плотные магнитные силовые линии по сравнению с менее близко расположенными участками катушки 50. Такая структура может позволять постепенно нагревать курительный материал, постепенно вырабатывая пар.
Узел, состоящий из объединенных опоры 40 и катушки 50, является гибким. Степень гибкости зависит от материала и толщины опоры 40 и катушки 50. В других вариантах осуществления изобретения узел из опоры 40 с катушкой 50 может быть сравнительно жестким. Благодаря гибкости узла из опоры 40 с катушкой 50, такой узел может подходить для расположения в пространстве неправильной формы в устройстве 100. Кроме того, благодаря гибкости этого узла, такое объединение опоры 40 с катушкой 50 может быть более устойчивым к повреждению.
Как показано на фиг. 4, в этом варианте осуществления изобретения узел из опоры 40 с катушкой 50 ограничивает часть полости 101. В других вариантах осуществления изобретения, между объединенными опорой 40 и катушкой 50 и полостью 101 может быть установлена конструкция, защищающая опору 40 с катушкой 50 от повреждения при использовании устройства 100.
Устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку 50 электрически соединено с источником 121 электроэнергии и катушкой 50. Контроллер 124 электрически соединен с источником 121 электроэнергии и коммуникативно связан с устройством 123. В частности, контроллер 124 выполнен с возможностью управления устройством 123, обеспечивая управление подачей электрической энергии от источника 121 электроэнергии на катушку 50. Контроллер 124 содержит интегральную схему (IC), например, IC на печатной плате (PCB). В других вариантах осуществления изобретения контроллер 124 может принимать другую форму. В некоторых вариантах осуществления изобретения может быть единый электрический или электронный компонент, содержащий устройство 123 и контроллер 124. Пользователь управляет контроллером 124 с помощью пользовательского интерфейса 125, который расположен снаружи устройства 100. Пользовательский интерфейс 125 может содержать нажимную кнопку, переключатель, сенсорный экран и т.п. В других вариантах осуществления изобретения пользовательский интерфейс 125 может быть удаленным, и он может быть беспроводным образом, например, с помощью Bluetooth, соединен с оставшейся частью устройства.
Работа пользователя с пользовательским интерфейсом 125 побуждает контроллер 124 работать так, чтобы устройство 123 пропускало изменяющийся электрический ток через катушку 50, побуждая ее вырабатывать изменяющееся магнитное поле. Когда изделие 1, 2 расположено в полости 101, катушка 50 устройства 100 и нагревающий материал 10 изделия 1, 2 расположены подходящим образом друг относительно друга, так что переменное магнитное поле, вырабатываемое катушкой 50, проникает в нагревающий материал 10 изделия 1, 2. Когда нагревающий материал 10 изделия 1, 2 является электропроводящим, указанное может стать причиной возникновения в нагревающем материале 10 одного или нескольких вихревых токов. Течение вихревых токов в нагревающем материале 10 против электрического сопротивления нагревающего материала 10 вызывает джоулево нагревание нагревающего материала 10. Как упомянуто выше, когда нагревающий материал 10 выполнен из магнитного материала, ориентация магнитных диполей в нагревающем материале 10 изменяется в соответствии с изменением приложенного магнитного поля, что также порождает выработку теплоты в нагревающем материале 10.
Устройство 100 содержит датчик 126 температуры, выполненный с возможностью измерения температуры полости 101. Датчик 126 температуры соединен с контроллером 124, так что контроллер 124 способен отслеживать температуру полости 101. Датчик 126 температуры может быть выполнен с возможностью оптического измерения температуры полости 101 или изделия 1, 2. В некоторых вариантах осуществления изобретения изделие, которое подлежит расположению в полости 101, может содержать детектор температуры, например, резистивный (RTD), для определения температуры изделия. Изделие может дополнительно содержать один или несколько выводов, соединенных, например, электрически, с детектором температуры. Вывод (выводы) может быть выполнен с возможностью электрического соединения с устройством отслеживания температуры (не показано) из устройства 100, когда изделие находится в полости 101. Контроллер 124 может содержать средство отслеживания температуры. Таким образом, устройство отслеживания температуры из устройства 100 может быть способно определить температуру изделия во время его использования в устройстве 100.
В некоторых вариантах осуществления изобретения с учетом того, что компонент изделия 1, 2, содержащий нагревающий материал 10, имеет подходящее сопротивление, реакция нагревающего материала 10 на изменение температуры может быть достаточной для получения информации о температуре внутри изделия 1, 2. В этом случае датчик 126 температуры из устройства 100 может содержать контактный датчик для анализа нагревающего материала.
На основе одного или нескольких сигналов, принятых от датчика 126 температуры или от детектора температуры, контроллер 124 может побудить устройство 123 при необходимости отрегулировать какой-либо параметр изменяющегося электрического тока, проходящего через катушку 50, чтобы температура полости 101, изделия 1, 2 или нагревающего материала 10 оставалась в заранее заданном диапазоне. Упомянутый параметр может быть, например, амплитудой или частотой. В упомянутом заранее заданном диапазоне температур используемый курительный материал 30, расположенный в полости 101, нагревается в степени, достаточной для того, чтобы по меньшей мере один компонент курительного материала 30 испарялся без горения этого материала. Соответственно, контроллер 124 и устройство 100 в целом выполнены с возможностью нагревания курительного материала 30 с целью испарения, по меньшей мере одного компонента этого материала 30 без его сжигания. Упомянутый диапазон температур может составлять от примерно 50°C до примерно 250°C, например, от примерно 50°C до примерно 150°C, от примерно 50°C до примерно 120°C, от примерно 50°C до примерно 100°C, от примерно 50°C до примерно 80°C или от примерно 60°C до примерно 70°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения упомянутый диапазон температур может составлять от примерно 170°C до примерно 220°C. В других вариантах осуществления изобретения упомянутый диапазон температур может отличаться от указанных диапазонов. В некоторых вариантах осуществления изобретения датчик 126 температуры может отсутствовать.
Устройство 100 может содержать мундштук (не показан). Этот мундштук может быть разъемно соединен с оставшейся частью устройства 100. В других вариантах осуществления изобретения мундштук и оставшаяся часть устройства 100 могут быть соединены постоянно, например, с помощью шарнира или гибкого элемента. Мундштук может быть расположен так, чтобы закрывать отверстие 102, ведущее в полость 101. Когда мундштук расположен так, как указано, канал через мундштук может сообщаться с курительным материалом 30. При использовании упомянутый канал образует проход для испаренного материала от курительного материала 30 до пространства снаружи устройства 100. Мундштук, когда он имеется, может содержать ароматизатор или может быть наполнен ароматизатором. Ароматизатор может быть расположен так, чтобы при использовании его подхватывал нагретый пар при прохождении через проход мундштука.
Когда курительный материал 30 в изделии 1, 2 нагрет, пользователь может вдыхать испаренный компонент (компоненты) курительного материала 30 путем втягивания испаренного компонента (компонентов) через мундштук изделия (когда он имеется) или через мундштук устройства 100 (когда он имеется). Воздух может попадать в изделие через зазор между изделием и устройством 100, или устройство 100 может содержать входное отверстие для воздуха, которое соединяет курительный материал 30 с окружающим пространством. Когда испаренный компонент (компоненты) извлечены из изделия, воздух может быть втянут в курительный материал 30 через входное отверстие для воздуха в устройства 100.
Устройство 100 в некоторых вариантах осуществления изобретения может быть выполнено так, чтобы обеспечивать пользователю тактильную обратную связь. Обратная связь может показывать, что нагревание имеет место или инициировано с помощью таймера для указания того, что в изделии истрачена большая доля исходного количества испаряемого компонента (компонентов) курительного материала 30, чем заранее заданная, или показывать подобное. Тактильная обратная связь может быть создана благодаря взаимодействию катушки 50 и нагревающего материала 10, благодаря взаимодействию электропроводящего элемента с катушкой 50, благодаря вращению несбалансированного двигателя, благодаря повторяющимся включению и выключению подачи тока на пьезоэлектрический элементу и т.п.
Устройство может содержать более одной катушки. Несколько катушек могут работать для обеспечения постепенного нагревания курительного материала в изделии 1, 2 и, следовательно, для постепенной выработки пара. Например, одна катушка может относительно быстро нагревать первую область нагревающего материала 10 для запуска испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала и образования пара в первой области этого курительного материала. Другая катушка может относительно медленно нагревать вторую область нагревающего материала 10 для запуска испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала и образования пара во второй области этого курительного материала. Соответственно, пар для его вдыхания пользователем может быть сформирован сравнительно быстро и может продолжать формироваться далее для последующего вдыхания, даже после того, как первая область курительного материала может прекратить вырабатывать пар. Вначале ненагреваемая вторая область курительного материала может выполнять функцию теплоотвода для уменьшения температуры созданного пара или для того, чтобы созданный пар был слабым во время нагревания первой области курительного материала.
На фиг. 8 показана конструкция, содержащая опору 40 и одну или несколько пленок, определяющих несколько катушек 50, 60, 70, расположенных рядом друг с другом на опоре 40. Конструкция по фиг. 8 может использоваться в устройстве 100 по фиг. 4 вместо конструкции по фиг. 6 и 7.
В этом варианте осуществления изобретения каждая из нескольких катушек 50, 60, 70 содержит электропроводящий материал и может быть размещена на опоре 40 с использованием любого из описанных выше процессов размещения катушки 50 на опоре 40 по фиг. 6.
Хотя в этом варианте осуществления изобретения конструкция содержит три катушки 50, 60 и 70, в других вариантах осуществления изобретения эта конструкция может содержать две катушки или более трех катушек электропроводящего материала.
Каждая из катушек 50, 60, 70 занимает соответствующую область на опоре 40. Первая катушка 50 занимает первую область, вторая катушка 60 занимает вторую область, которая меньше первой области, а третья катушка 70 занимает третью область. Вторая и третья области являются по существу одинаковыми. В других вариантах осуществления изобретения вторая и третья области могут иметь разные размеры. В некоторых вариантах осуществления изобретения катушки 50, 60, 70 могут занимать области одинаковых размеров.
При использовании каждая из катушек 50, 60, 70 нагревает соответствующую область нагревающего материала 10 изделия, расположенного в полости 101, т.е. изменяющиеся магнитные поля, созданные катушками 50, 60, 70, могут проникать в разные соответствующие области нагревающего материала 10. Разные области нагревающего материала 10 нагревают соответствующие разные области курительного материала 30, который может, например, содержать разные ароматизаторы и, следовательно, выпускать пар с разными соответствующими ароматами.
Каждая из катушек 50, 60, 70 может быть соединена с одним и тем же общим устройством 123 для пропускания изменяющегося электрического тока через эти катушки 50, 60, 70. В других вариантах осуществления изобретения катушки 50, 60, 70 могут быть соединены с соответствующими отдельными устройствами 123 для пропускания через них соответствующего изменяющегося электрического тока.
В различных вариантах осуществления изобретения устройство 123 или каждое из устройств 123 соединено с контроллером 124. Контроллер 124 выполнен с возможностью управления одним или каждым устройством 123, чтобы побудить выработку нескольких соответствующих изменяющихся магнитных полей. Контроллер 124 может быть выполнен с возможностью управления устройством (устройствами) 123, чтобы независимо управлять изменяющимися магнитными полями, которые генерируют катушки 50, 60, 70.
В некоторых вариантах осуществления изобретения изменяющийся электрический ток может одновременно проходить через катушки 50, 60, 70, что позволяет в достаточной степени нагревать большую область нагревающего материала 10 за любое время или нагревать меньшую область нагревающего материала 10 за сокращенный период времени. В других вариантах осуществления изобретения изменяющийся электрический ток может проходить через катушки 50, 60, 70 в заранее заданной последовательности. Катушки 50, 60, 70 могут управляться так, чтобы обеспечивать постепенное нагревание нагревающего материала 10 и, следовательно, постепенно нагревать курительный материал 30, расположен в полости 101, чтобы обеспечить постепенную выработку пара, как описано выше.
Контроллер 124 может быть выполнен с возможностью такого управления устройством (устройствами) 123, чтобы катушки 50, 60, 70 генерировали соответствующие изменяющиеся магнитные поля циклически или пульсирующим образом. В некоторых вариантах осуществления изобретения циклические или пульсирующие выходные изменяющиеся магнитные поля могут нагревать соответствующие участки нагревающего материала 10 циклически или пульсирующим образом, чтобы нагревать выходящий из курительного материала 30 пар циклически или пульсирующим образом. Это может вызывать перемещение пара в заранее заданном направлении, таком как направление к выходному отверстию устройства 100 и, следовательно, по направлению к пользователю.
В варианте осуществления изобретения по фиг. 4 устройство 100 выполнено с возможностью использования с изделием 1, 2, которое само содержит нагревающий материал 10, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения устройство может дополнительно или в качестве альтернативы содержать такой нагревающий материал.
На фиг. 5 схематично показано устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Устройство 200, соответствующее этому варианту, выполнено с возможностью использования с изделием, содержащим курительный материал 30. Устройство 200 по существу аналогично устройству 100 за исключением того, что оно дополнительно содержит теплоизоляцию 80 и нагревающий материал 90.
В этом варианте осуществления изобретения между катушкой 50 и нагревающим материалом 90 расположена теплоизоляция 80. Теплоизоляция 80 может содержать, например, аэрогель, вакуумную изоляцию, вату, флис, нетканый материал, нетканый флис, тканый материал, вязаный материал, нейлон, пену, полистирол, полиэфир, полиэфирное волокно, полипропилен, смесь полиэфира и полипропилена, ацетат целлюлозы, бумагу или картон, и гофрированный материал из бумаги или картона. Теплоизоляция 80 может дополнительно или в качестве альтернативы содержать воздушный зазор. Теплоизоляция 80 помогает предотвратить тепловые потери от нагревающего материала 90 до компонентов устройства 200, увеличить тепловую эффективность курительного материала 30, расположенного в полости 101, и/или помогает уменьшить перемещение тепловой энергии от нагревающего материала 90 до внешней поверхности устройства 200. Все это увеличивает комфорт, с которым пользователь может держать устройство 200.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в тепловизоляцию 80 может быть встроена катушка 50. Теплоизоляция 80 может опираться на катушку 50 или оборачивать катушку 50. Помимо описанных выше достоинств с тепловой точки зрения, такая конфигурация может увеличить надежность устройства 200, например, благодаря поддержанию относительного расположения катушки 50 и полости 101.
В некоторых вариантах осуществления изобретения теплоизоляция 80 может отсутствовать.
Полость 101 может быть частично ограничена нагревающим материалом 90.
В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал 90 может быть нанесенным нагревающим материалом 10 или чернилами. Нагревающий материал 90 может быть нанесен на теплоизоляцию 80, например, с помощью печати. Нагревающий материал 90 может содержать по меньшей мере один замкнутый контур нагревающего материала, что может обеспечить достоинства, указанные в другом месте настоящего описания.
Наличие нагревающего материала 90 в устройстве 200 уменьшает сложность изделия, используемого с устройством 200. Нагревающий материал может быть повторно использован для нагревания курительного материала 30, следовательно, эффективное использование нагревающего материала может заключаться в наличии нагревающего материала 90 в устройстве 200, а не в использовании в устройстве 200 одноразового изделия.
Импеданс катушки 50, соответствующей этому варианту осуществления изобретения, равен или, по существу, равен импедансу нагревающего материала 90. Если импеданс нагревающего материала 90 будет меньше импеданса катушки 50, то выработанное при использовании в нагревающем материале 90 напряжение может быть меньше напряжения, которое может быть выработано в нагревающем материале 90, когда импедансы совпадают. Если импеданс нагревающего материала 90 будет больше импеданса катушки 50, то электрический ток, выработанный в нагревающем материале 90 при использовании, может быть меньше тока, который может быть выработан в нагревающем материале 90 при совпадающих импедансах. Совпадение импедансов позволяет сбалансировать напряжение и ток с целью максимальной выработки тепловой энергии в нагревающем материале 90 во время использования. Тем не менее, в некоторых других вариантах осуществления изобретения импедансы могут не совпадать.
На фиг. 9 показана блок-схема способа изготовления нагревателя для использования при нагревании курительного материалас целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного материала в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
В общем, способ 900 включает в себя следующие этапы, на которых берут 901 подложку и формируют 902 на ней замкнутый контур нагревающего материала. Формирование включает в себя нанесение нагревающего материала. Нагревающий материал 10 может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
Замкнутый контур нагревающего материала может иметь любую форму, которая определяет путь, который начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя петлю.
В этом варианте осуществления изобретения подложка содержит курительный материал. В других вариантах осуществления изобретения подложка может не содержать курительного материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения способ 900 может включать в себя этап, на котором устанавливают курительный материал, например, на подложку или на нагревающий материал.
Формирование 902 включает в себя нанесение на подложку замкнутого контура нагревающего материала. В других вариантах осуществления изобретения формирование 902 может включать в себя нанесение пленки нагревающего материала с последующим формированием из пленки замкнутого контура 10а нагревающего материала, например, путем травления.
Нагревающий материал может быть в виде чернил. Нагревающий материал может подходить для использования в технологии аддитивного наращивания, такой как 3D печать. Использование чернил позволяет придать замкнутому контуру на подложке заранее заданную форму и одинаковую толщину. Использование чернил также может привести к эффективному использованию нагревающего материала. Другие достоинства использования чернил рассмотрены в других местах настоящего описания.
В некоторых вариантах осуществления изобретения формирование 902 включает в себя формирование нескольких замкнутых контуров нагревающего материала. В таких вариантах каждый из нескольких замкнутых контуров нагревающего материала может иметь любую форму, которая определяется путем, начинающимся и заканчивающимся в одной точке, образовую петлю.
Замкнутые контуры нагревающего материала могут быть расположены так, что они не контактируют друг с другом, т.е. не касаются друг друга. В других вариантах осуществления изобретения один или несколько замкнутых контуров могут контактировать с одним или несколькими другими замкнутыми контурами. В некоторых вариантах осуществления изобретения несколько замкнутых контуров нагревающего материала расположены концентрически друг относительно друга. В других вариантах осуществления изобретения несколько замкнутых контуров нагревающего материала могут быть выполнены так, что каждый из замкнутых контуров расположен снаружи каждого другого замкнутого контура или в соответствии с любым другим расположением.
На фиг. 10 показана блок-схема способа изготовления генератора магнитного поля для использования в устройстве для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного материала в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
В общем, способ 1000, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, включает в себя этапы, на которых берут 1001 опору, формируют 1002 на опоре электропроводящую катушку, нанося на опору электропроводящий материал так, что электропроводящий материал связывается с опорой, и электрически соединяют 1003 катушку с устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку. В других вариантах осуществления изобретения этап 1001 и/или этап 1003 могут отсутствовать.
Предпочтительно опора не является электропроводящей, т.е. она является электрическим изолятором. В некоторых вариантах осуществления изобретения электропроводящий материал не связывают с опорой.
Как отмечено выше, формирование включает в себя нанесение электропроводящего материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения такое нанесение приводит к образованию катушки. В других вариантах осуществления изобретения этого может не происходить. Например, может быть нанесена пленка электропроводящего материала, а катушку формируют из этой пленки, например, путем травления. В некоторых вариантах осуществления изобретения формирование 1002 может включать в себя формирование нескольких электропроводящих катушек, при этом формирование включает в себя нанесение электропроводящего материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения формирование 1002 может включать в себя формирование двух катушек, но в других вариантах осуществления изобретения количество сформированных катушек может равняться трем или больше. В некоторых вариантах осуществления изобретения несколько катушек могут иметь идентичную геометрическую форму. В других вариантах осуществления изобретения катушки могут иметь разные геометрические формы. В некоторых вариантах осуществления изобретения некоторые катушки или все катушки занимают на подложке области разных размеров.
В некоторых вариантах осуществления изобретения соединение 1003 может включать в себя соединение каждой из нескольких катушек с устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через электропроводящие катушки. В некоторых вариантах осуществления изобретения соединение 1003 может включать в себя соединение каждой катушки с соответствующим устройством для пропускания изменяющегося электрического тока через электропроводящую катушку, которая соединена с этим устройством.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения пленка, содержащая нагревающий материал 10, нанесена в соответствии со способом, который включает в себя печать. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения пленка может быть нанесена другим способом, например, напылением, испарением, химическим парофазным осаждением, молекулярно-лучевой эпитаксией, электроосаждением, трафаретной печатью, лазерным травлением, осушением, обжигом, отверждением и т.п.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения пленка, определяющая катушку 50 электропроводящего материала, нанесена способом, который включает в себя печать. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения пленка может быть нанесена другим способом, например, напылением, испарением, химическим парофазным осаждением, молекулярно-лучевой эпитаксией, электроосаждением, трафаретной печатью, лазерным травлением, осушением, обжигом, отверждением и т.п.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения, нагревающий материал 10 имеет глубину скин-слоя, который является внешней зоной, в которой протекает большая часть индуцированного электрического тока и/или происходит индуцированная переориентация магнитных диполей. Благодаря тому, что компонент, содержащий нагревающий материал 10, обладает сравнительно малой толщиной, большая часть нагревающего материала 10 может быть нагрета заданным изменяющимся магнитным полем по сравнению с нагревающим материалом в компоненте со сравнительно большой глубиной или толщиной. Таким образом, достигается более эффективное использование материала. В свою очередь, уменьшаются затраты.
В некоторых вариантах осуществления изобретения компонент, содержащий нагревающий материал 10, может содержать разрывы или отверстия. Такие разрывы или отверстия могут действовать как терморазрывы для управления степенью, с которой при использовании нагреваются разные области курительного материала. Области нагревающего материала 10 с разрывами или отверстиями могут быть меньше нагреты по сравнению с областями без разрывов или отверстий. Это может помочь постепенно нагревать курительный материал, тем самым постепенно вырабатывая требуемый пар. С другой стороны, такие разрывы или отверстия могут быть использованы для оптимизации создания сложных вихревых токов при использовании.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения курительный материал содержит табак. Тем не менее, в соответствующих модификациях каждого из этих вариантов осуществления изобретения курительный материал может состоять из табака, может состоять по существу только из табака, может содержать табак и курительный материал, отличный от табака, может содержать курительный материал, отличный от табака, или может совсем не содержать табака. В некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал может содержать увлажнитель или вещество, образующее пар аэрозоль, например, глицерин, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
Изделие, реализующее настоящее изобретение, может быть, например, картриджем.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения изделие 1, 2 является одноразовым. При исчерпании всего или по существу всего испаряемого компонента (компонентов) курительного материала изделия 1, 2 пользователь может избавиться от этого изделия 1, 2. В дальнейшем пользователь может повторно использовать устройство с другими изделиями 1, 2. В других вариантах осуществления изобретения изделие 1, 2 может не быть одноразовым и от устройства и изделия 1, 2 можно избавиться вместе при исчерпании испаряемого компонента (компонентов) курительного материала.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, описанное выше изделие 1, 2 может быть продано, подано или другим образом предоставлено отдельно от устройства 100, с которым оно может быть использовано. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 100 и одно или несколько изделий 1, 2 могут быть предоставлены вместе как некоторая система, например, в виде некоторого набора или устройства в сборе, возможно с дополнительными компонентами, такими как принадлежности для чистки.
Изобретение может быть реализовано в некоторой системе, содержащей любое из описанных выше изделий и любое из описанных устройств, при этом само устройство содержит нагревающий материал, такой как в воспринимающем элементе, для нагревания благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, выработанного генератором магнитного поля. Тепло, выработанное в нагревающем материале устройства, может быть передано в изделие с целью нагревания или дополнительного нагревания расположенного в нем курительного материала, когда участок изделия находится в полости 101.
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники настоящее изобретение показано с помощью иллюстрации и вариантов его осуществления, в которых может быть реализовано заявленное изобретение и в которых предложено превосходное устройство, выполненное для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента этого материала; превосходные изделия для использования с таким устройством; превосходные системы, которые содержат такие изделия и такое устройство; превосходные способы изготовления генераторов магнитного поля для использования с такими устройствами и превосходные способы изготовления нагревателей для нагревания курительного материала. Достоинства и особенности настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленных и другим образом описанных особенностей. Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, особенности, конструкции и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения без выхода за объем и/или идеи настоящего изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, особенностей, частей, этапов, способов и т.д.