УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR HEATING OF SMOKING MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается устройства для нагревания материала, который можно курить.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и тому подобных, при использовании сжигают табак с целью образования табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы изделиям, в которых сжигают табак, путем создания продуктов, в которых вещества высвобождают без сжигания. Примерами таких продуктов являются нагревательные устройства, в которых вещества высвобождают путем нагревания, а не сжигания, материала. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным продуктом, который может как содержать, так и не содержать никотин.
Краткое изложение
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство, выполненное для нагревания материала, который можно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного материала, который можно курить. Указанное устройство содержит:
корпус; и
несколько сегментов нагревателя, расположенных продольно в корпусе с целью нагревания материала, который можно курить и который расположен в устройстве;
при этом по меньшей мере, один сегмент нагревателя расположен так, чтобы нагревать материал, который можно курить и который расположен в указанном, по меньшей мере, одном сегменте нагревателя, быстрее, по меньшей мере, одного другого сегмента нагревателя, который нагревает материал, который можно курить и который расположен в указанном, по меньшей мере, одном другом сегменте нагревателя.
Путем такого расположения, по меньшей мере, одного сегмента нагревателя материал, который можно курить, при использовании в этом сегменте нагревателя будет испаряться быстрее, что позволит пользователю быстрее вдыхать при начале использования устройства.
В примере варианта осуществления изобретения указанный, по меньшей мере, один сегмент нагревателя ограничивает меньший объем по сравнению, по меньшей мере, с одним другим сегментом нагревателя. В примере варианта осуществления изобретения указанный, по меньшей мере, один сегмент нагревателя короче в продольном направлении корпуса указанного, по меньшей мере, одного другого сегмента нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения указанный, по меньшей мере, один сегмент нагревателя обладает меньшей теплоемкостью по сравнению, по меньшей мере, с одним другим сегментом нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения сегменты нагревателя, в целом, являются полыми цилиндрами для расположения подлежащего нагреванию материала, который можно курить.
В примере варианта осуществления изобретения устройство содержит схему электропитания, выполненную и расположенную так, чтобы к сегментам нагревателя можно было по выбору подавать электроэнергию независимо друг от друга.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство, выполненное для нагревания материала, который можно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного материала, который можно курить. Указанное устройство содержит:
корпус;
несколько сегментов нагревателя, расположенных продольно в корпусе с целью нагревания материала, который можно курить и который расположен в устройстве; и
по меньшей мере, один механический изолятор;
указанный, по меньшей мере, один механический изолятор расположен между двумя соседними сегментами нагревателя и выполнен и приспособлен для поддержания указанных соседних сегментов нагревателя и поддержания продольного разделения указанных соседних сегментов нагревателя.
Механические изоляторы примера варианта осуществления изобретения являются жесткими, чтобы обеспечить механическую, структурную поддержку сегментов нагревателя. В примерах вариантов осуществления изобретения механические изоляторы поддерживают разделение или воздушный зазор между сегментами нагревателя и другими компонентами, что помогает уменьшить или минимизировать потери тепла от сегментов нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения сегменты нагревателя, в целом, являются полыми цилиндрами для расположения подлежащего нагреванию материала, который можно курить, и при этом, по меньшей мере, один механический изолятор соответственно является кольцеобразным.
В примере варианта осуществления изобретения концевая стенка механического изолятора содержит несколько контактных выступов, которые контактируют с сегментом нагревателя, соседним с указанной концевой стенкой. В примере варианта осуществления изобретения контактные выступы могут быть расположены так, что мала площадь контакта между сегментом нагревателя и механическим изолятором и также они эффективны при создании воздушного зазора между контактными выступами, что помогает минимизировать потери тепла от сегмента нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения механический изолятор содержит, по меньшей мере, один направляющий провода выступ, приспособленный для поддержки с направлением электрического провода, который проходит, по меньшей мере, один из сегментов нагревателя. В примере направляющий провода выступ удерживает провод на расстоянии от основной внешней поверхности механического изолятора и на расстоянии от внешней поверхности сегмента нагревателя. В примере варианта осуществления изобретения, по меньшей мере, один направляющий провода выступ содержит два ушка между которыми может быть расположен электрический провод.
В примере варианта осуществления изобретения, по меньшей мере, один направляющий провода выступ расположен контактируя с соседним сегментом нагревателя с целью поддержки указанного соседнего сегмента нагревателя. В примере контакт, по меньшей мере, одного направляющего провода выступа может быть с внешней поверхностью указанного соседнего сегмента нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения механический изолятор содержит направленный наружу кольцеобразный буртик для поддержки электрического провода, проходящего механический изолятор.
В примере варианта осуществления изобретения устройство содержит рукав, содержащийся в корпусе, сегменты нагревателя поддерживают в рукаве с помощью, по меньшей мере, одного механического изолятора. В примере варианта осуществления изобретения рукав является рукавом с двойными стенками, который обеспечивает область малого давления между двумя стенками рукава. Такой пример дополнительно служит для изоляции и минимизации потери тепла от сегментов нагревателя.
В примере варианта осуществления изобретения устройство содержит несколько кольцеобразных опор, которые поддерживают рукав в корпусе, при этом рукав установлен в кольцеобразных опорах и кольцеобразные опоры установлены в корпусе.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложено устройство, выполненное для нагревания материала, который можно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного материала, который можно курить. Указанное устройство содержит:
внешний корпус;
рукав, расположенный во внешнем корпусе;
по меньшей мере, один сегмент нагревателя в рукаве для нагревания материала, который можно курить и который расположен в устройстве; и
несколько кольцеобразных опор, которые поддерживают рукав во внешнем корпусе, при этом рукав установлен в кольцеобразных опорах и кольцеобразные опоры установлены во внешнем корпусе.
В примере кольцеобразные опоры могут быть расположены для удержания рукава на расстоянии от внешнего корпуса, минимизируя теплопроводность от рукава до внешнего корпуса.
В примере варианта осуществления изобретения кольцеобразные опоры обеспечивают только опору для рукава в корпусе.
В примере варианта осуществления изобретения каждая из кольцеобразных опор содержит несколько направленных внутрь контактных выступов, которые образуют контакт с рукавом. Это помогает минимизировать теплопроводность от рукава до кольцеобразных опор.
В примере варианта осуществления изобретения направленная наружу поверхность рукава содержит, по меньшей мере, одну из кольцеобразных канавок и, по меньшей мере, одну выемку, в которых помещен участок одной из кольцеобразных опор с целью расположения кольцеобразной опоры на рукаве.
В примере варианта осуществления изобретения кольцеобразные опоры расположены на расстоянии от концов рукава.
В примере варианта осуществления изобретения кольцеобразные опоры расположены, по существу, на одинаковых расстояниях вдоль всей длины рукава.
В примере варианта осуществления изобретения кольцеобразные опоры соответственно расположены, по существу, на расстоянии в 1/3 общей длины поддерживающего нагреватель рукава от концов поддерживающего нагреватель рукава и содержится, по меньшей мере, одна дополнительная кольцеобразная опора, расположенная между самыми внешними кольцеобразными опорами.
В примере варианта осуществления изобретения рукав является рукавом с двойными стенками, который обеспечивает область малого давления между двумя стенками рукава.
В примере варианта осуществления изобретения корпус является сравнительно плохим проводником тепла, внутренняя поверхность корпуса снабжена, по меньшей мере, частично покрытием сравнительно хорошей теплопроводности с целью передачи тепла от тех позиций, где кольцеобразные опоры контактируют с внутренней поверхностью корпуса.
В примере варианта осуществления изобретения внешний корпус содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие для воздуха и сегмент нагревателя содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие для воздуха и содержится трубка впуска воздуха, обеспечивающая сообщение входного отверстия для воздуха внешнего корпуса с входным отверстием для воздуха сегмента нагревателя, при этом эта конструкция такова, что воздух может быть втянут через входное отверстие для воздуха внешнего корпуса, трубку впуска воздуха, входное отверстие для воздуха сегмента нагревателя и материал, который можно курить и который содержится в устройстве. В примере варианта осуществления изобретения устройство выполнено и расположено так, что при использовании входное отверстие для воздуха или входные отверстия для воздуха внешнего корпуса являются единственными точками (точкой) входа для втягиваемого в устройство воздуха.
В примере варианта осуществления изобретения устройство содержит схему управления, расположенную во внешнем корпусе и приспособленную для управления подачей электрической энергии, по меньшей мере, к одному сегменту нагревателя, при этом конструкция такова, что воздух, втянутый через входное отверстие для воздуха внешнего корпуса, не проходит через схему управления.
В примере варианта осуществления изобретения внешний корпус содержит первое и второе входные отверстия для воздуха, расположенные на противоположных сторонах внешнего корпуса, трубку впуска воздуха, поперечное сечение которой обладает в целом T-образной формой или Y-образной формой, содержащей первое и второе плечи, которые соответственно соединены с первым и вторым входными отверстиями для воздуха внешнего корпуса, и стержень, который сообщается с входным отверстием для воздуха сегмента нагревателя.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство, выполненное для нагревания материала, который можно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного материала, который можно курить, указанное устройство содержит:
внешний корпус, этот внешний корпус содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие для воздуха;
по меньшей мере, один сегмент нагревателя, содержащийся во внешнем корпусе для нагревания материала, который можно курить и который расположен в устройстве, при этом сегмент нагревателя содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие для воздуха; и
трубку впуска воздуха, обеспечивающую сообщение входного отверстия для воздуха внешнего корпуса и входного отверстия для воздуха сегмента нагревателя;
при этом конструкция такова, что воздух может быть втянут через входное отверстие для воздуха внешнего корпуса, трубку впуска воздуха, входное отверстие для воздуха сегмента нагревателя и материал, который можно курить и который содержится в устройстве.
Использование трубки впуска воздуха в примере варианта осуществления изобретения позволяет лучше управлять потоком воздуха через устройство.
В примере варианта осуществления изобретения устройство выполнено и расположено так, что при использовании входное отверстие для воздуха или входные отверстия для воздуха внешнего корпуса являются единственными точками (точкой) входа для втягиваемого в устройство воздуха.
В примере варианта осуществления изобретения устройство содержит схему управления, расположенную во внешнем корпусе и приспособленную для управления подачей электрической энергии, по меньшей мере, к одному сегменту нагревателя, при этом конструкция такова, что воздух, втянутый через входное отверстие для воздуха внешнего корпуса, не проходит через схему управления.
В примере варианта осуществления изобретения внешний корпус содержит первое и второе входные отверстия для воздуха, расположенные на противоположных сторонах внешнего корпуса, трубку впуска воздуха, поперечное сечение которой обладает в целом T-образной формой или Y-образной формой, содержащей первое и второе плечи, которые соответственно соединены с первым и вторым входными отверстиями для воздуха внешнего корпуса, и стержень, который сообщается с входным отверстием для воздуха сегмента нагревателя.
Краткое описание чертежей
Далее, для примера, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид в перспективе, показывающий пример устройства для нагревания материала, который можно курить;
фиг. 2 - вид в перспективе, показывающий разрез устройства по фиг. 1;
фиг. 3 - вид в перспективе, показывающий разрез примера поддерживающего нагреватель рукава и нагревательной камеры, подходящих для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 4 - вид, показывающий продольное сечение участка примера поддерживающего нагреватель рукава и нагревательной камеры, подходящих для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 5 - вид в перспективе, показывающий пример механического изолятора, подходящего для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 6 - вид в перспективе, подробно показывающий пример механического изолятора между двумя сегментами нагревателя, подходящего для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 7 - вид в перспективе, подробно показывающий пример соединений проводов с сегментом нагревателя, подходящих для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 8 - вид в перспективе, схематично показывающий пример прохождения проводов от электрической схемы управления или источника питания до сегментов нагревателя и обратно, подходящего для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 9 - вид в перспективе, показывающий пример поддерживающего нагреватель рукава и опор, подходящих для использования в устройстве по фиг. 1;
фиг. 10 - вид, показывающий сечение примера самого переднего участка устройства для нагревания материала, который можно курить;
фиг. 11 - вид, показывающий продольное сечение другого примера поддерживающего нагреватель рукава, подходящего для использования в устройстве по фиг. 1; и
фиг. 12 - вид, показывающий разрез примера самого заднего участка устройства для нагревания материала, который можно курить.
Подробное описание изобретения
В настоящем документе термин «материал, который можно курить» включает в себя материалы, которые при нагревании обеспечивают наличие испаренных компонентов, обычно в форме аэрозоля. «Материал, который можно курить» содержит любой материал, содержащий табак, и может, например, содержать одно или более из следующего: табак, производные табака, расширенный табак, восстановленный табак или заменители табака. «Материал, который можно курить» также может содержать другие, не табачные, продукты, которые, в зависимости от продукта, могут как содержать, так и не содержать никотин.
На фиг. 1 показан вид в перспективе примера устройства 1, выполненного с возможностью нагревания материала, который можно курить, с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного материала, который можно курить, обычно для формирования аэрозоля, который можно вдыхать. Устройство 1 является нагревательным устройством, в котором высвобождают вещества путем нагревания, а не сжигания, материала, который можно курить. В этом примере устройство 1, в целом, обладает вытянутой формой и содержит, в целом, вытянутый цилиндрический внешний корпус 2 кольцеобразного поперечного сечения. Внешний корпус 2 содержит открытый конец 3, иногда здесь называемый мундштуком.
Как показано на разрезе с фиг. 2, устройство 1 содержит нагревательную камеру 4, которая при использовании содержит подлежащий нагреванию и испарению материал 5, который можно курить. Материал 5, который можно курить, может быть в форме картриджа или кассеты или стержня, который может быть вставлен в устройство 1. Конец материала 5, который можно курить, выступает из устройства 1 через открытый конец 3 корпуса 2, обычно для соединения с фильтром или подобным, который может быть отдельным элементом или быть снабженным материалом 5, который можно курить, через который пользователь вдыхает при использовании устройства 1. Устройство 1 дополнительно содержит камеру 6, которая в этом примере содержит электрическую схему 7 управления и источник 8 питания. В этом примере нагревательная камера 4 и камера 6 расположены рядом друг с другом вдоль продольной оси X-X устройства 1. В показанном примере камера 6 отдалена от мундштука 3, хотя возможны другие расположения. Электрическая схема 7 управления может содержать контроллер, такой как микропроцессорный элемент, выполненный с возможностью управления нагреванием материала, который можно курить, что будет подробно описано ниже.
4
Источник 8 питания может являться батареей, которая может быть как аккумуляторной батареей, так и не аккумуляторной батареей. Примерами подходящих батарей являются, например, литий-ионная батарея, никелевая батарея (такая как никель-кадмиевая батарея), алкалиновая батарея и/или подобные элементы. Особенно предпочтительным типом батареи является LiFePO батарея. Батарея 8 электрически соединена с одним или более нагревательными элементами (подробно описаны ниже) нагревательной камеры 4 для подачи при необходимости электрической энергии под управлением электрической схемы 7 управления с целью нагревания материала, который можно курить (как описано, для испарения материала, который можно курить, без сжигания этого материала). В этом примере батарея 8 расположена на печатной плате электрической схемы 7 управления. В других примерах батарея 8 и электрическая схема 7 управления могут быть расположены по-другому, например, расположены рядом друг с другом вдоль продольной оси X-X устройства 1.
Нагревательная камера 4 расположена в поддерживающем нагреватель рукаве 10, который расположен во внешнем корпусе 2. В этом примере поддерживающий нагреватель рукав 10 является, в целом, вытянутым цилиндром кольцеобразного поперечного сечения. Далее, как показано на фиг. 3 и 4, в примере поддерживающий нагреватель рукав 10 является рукавом с двойной стенкой. Таким образом, поддерживающий нагреватель рукав 10 содержит внешнюю цилиндрическую стенку 11 и внутреннюю цилиндрическую стенку 12, которые отделены небольшим интервалом d. В качестве одного примера и для понимания масштаба, поддерживающий нагреватель рукав 10 может обладать длиной около 50 мм, внешним диаметром около 9 мм, и интервал d может составлять примерно от 0,1 мм до 0,12 мм или около того. Внешняя и внутренняя цилиндрическую стенки 11, 12 соединены друг с другом на каждом конце 13, 14. В одном примере соединение обеспечивается пайкой. Одна из функций поддерживающего нагреватель рукава 10 в одном примере состоит в помощи в теплоизоляции внешнего корпуса 2 от нагревательной камеры 4, так что при использовании внешний корпус 2 не становится горячим или, по меньшей мере, слишком горячим для касания. Пространство между внешней и внутренней цилиндрическими стенками 11, 12 может содержать воздух. Тем не менее, предпочтительно, чтобы пространство между внешней и внутренней цилиндрическими стенками 11, 12 было разрежено для улучшения теплоизолирующих свойств поддерживающего нагреватель рукава 10. В качестве альтернативы, пространство между внешней и внутренней цилиндрическими стенками 11, 12 может быть заполнено другим изолирующим материалом, например, может содержать подходящий материал типа пены. Предпочтительно, чтобы материал поддерживающего нагреватель рукава 10 был таким, чтобы поддерживающий нагреватель рукав 10 был жестким для обеспечения структурной устойчивости для установленных на нем компонентов. Примером подходящего материала является нержавеющая сталь. Другими подходящими материалами являются полиэфирэфиркетон (PEEK), керамика, стекло, сталь, алюминий и так далее. Более того, одна или более из самой внутренней и самой внешней поверхностей каждой из внешней и внутренней стенок 11, 12 поддерживающего нагреватель рукава 10 могут быть отражающими для инфракрасного излучения с целью минимизации потерь на инфракрасное излучения из поддерживающего нагреватель рукава 10. Например, одна или более из самой внутренней и самой внешней поверхностей каждой из внешней и внутренней стенок 11, 12 могут быть покрыты таким материалом, который особенно отражает, по меньшей мере, инфракрасное излучение с целью улучшения теплоотражательных и, следовательно, изолирующих свойств поддерживающего нагреватель рукава 10. Примером подходящего покрытия служит тонкий слой золота или другого отражающего металлического слоя.
В одном примере устройства 1, поддерживающий нагреватель рукав 10 содержит, по меньшей мере, один нагревательный элемент. В примере, показанном на чертежах, поддерживающий нагреватель рукав 10 содержит несколько нагревательных элементов или сегментов 20 нагревателя. Предпочтительно, чтобы присутствовало, по меньшей мере, два сегмента 20 нагревателя, хотя возможны конструкции с другим количеством сегментов 20 нагревателя. В конкретном показанном примере присутствует четыре сегмента 20 нагревателя. В этом примере сегменты 20 нагревателя выровнены вдоль или параллельно продольной оси X-X поддерживающего нагреватель рукава 10. Предпочтительно, чтобы электрическая схема 7 управления и соединения для электропитания сегментов 20 нагревателя были так расположены, чтобы, по меньшей мере, к двум и более, а предпочтительно ко всем, сегментам 20 нагревателя можно было подать электропитание независимо друг от друга, так что могут быть независимо нагреты выбранные зоны материала 5, который можно курить, например, по очереди (с течением времени) или вместе (одновременно), по желанию. В этом конкретном примере сегменты 20 нагревателя, в целом, являются кольцеобразными или цилиндрическими, обладающими полой внутренностью, которая при использовании содержит материал 5, который можно курить.
В примере сегменты 20 нагревателя могут быть выполнены из керамического материала. Примерами являются керамики из оксида алюминия и нитрида алюминия и нитрида кремния, которые могут быть многослойными и могут быть получены спеканием. Возможны другие нагревательные конструкции, в том числе, например, инфракрасные сегменты 20 нагревателя, которые нагревают путем испускания инфракрасного излучения, или резистивные нагревательные элементы, выполненные, например, из резистивной электрической намотки на сегменты 20 нагревателя.
В примере один 20’ из сегментов 20 нагревателя может содержать или ограничивать объем с меньшей теплоемкостью и/или сам может обладать меньшей теплоемкостью по сравнению с другими сегментами 20 нагревателя или другим сегментом 20 нагревателя. Это означает, что, по меньшей мере, для такой же или аналогичной подаваемой мощности внутренняя область сегмента 20’ нагревателя с меньшей теплоемкостью и/или ограничивающего объем меньшей теплоемкости будет нагреваться быстрее внутренней области других сегментов 20 нагревателя. Это означает, что материал 5, который можно курить, в этом сегменте 20’ нагревателя будет испаряться быстрее, что позволит пользователю быстрее вдыхать при начале использования устройства 1. Предпочтительно, чтобы этот сегмент 20’ нагревателя был расположен близко к мундштуку 3 и, следовательно, он может быть, например, первым или вторым сегментом 20 нагревателя, начиная от мундштука 3. В примере, показанном на фиг. 3, этот сегмент 20’ нагревателя является вторым наиболее близким к мундштуку 3.
В одном примере это более быстрое нагревание в локальной области материала, который можно курить, может быть достигнуто с помощью сегмента 20’ нагревателя, который сам обладает меньшей теплоемкостью или ограничивает меньший объем. В примере, показанном на фиг. 3, объем этого сегмента 20’ нагревателя меньше, так как длина вдоль продольной оси сегмента 20’ нагревателя меньше длины (длин) вдоль продольной оси другого сегмента (сегментов) 20 нагревателя, при этом внутренний радиус всех сегментов 20, 20’ нагревателя одинаков. В качестве альтернативы или дополнительно, объем этого сегмента 20’ нагревателя меньше, так как внутренний радиус этого сегмента 20’ нагревателя меньше по сравнению с внутренним радиусом другого сегмента (сегментов) 20 нагревателя. В качестве другой альтернативной или дополнительной конструкции, для этого сегмента 20’ нагревателя могут быть использованы другие материалы, обладающие меньшей удельной теплоемкостью, так что этот сегмент 20’ нагревателя, в целом, обладает меньшей теплоемкостью и, следовательно, будет быстрее нагреваться. В качестве другой альтернативной или дополнительной конструкции, этот сегмент 20’ нагревателя может обладать более тонкими стенками по сравнению с другим сегментом (сегментами) 20 нагревателя, так что поэтому этот сегмент 20’ будет быстрее нагреваться.
В примере сегменты 20 нагревателя установлены в поддерживающем нагреватель рукаве 10 и поддерживаются в нем с помощью механических изоляторов 30. Механические изоляторы 30 являются жесткими, чтобы обеспечивать механическую и структурную поддержку сегментам 20 нагревателя. Механические изоляторы 30 поддерживают разделение или воздушный зазор между сегментами 20 нагревателя и поддерживающим нагреватель рукавом 10, чтобы уменьшить или минимизировать потери тепла от сегментов 20 нагревателя к поддерживающему нагреватель рукаву 10. Механические изоляторы 30 можно рассматривать как элементы подвески, которые подвешивают сегменты 20 нагревателя в поддерживающем нагреватель рукаве 10. Механические изоляторы 30 также поддерживают нужное разделение между соседними сегментами 20 нагревателя. Это разделение помогает минимизировать теплопередачу между сегментами 20 нагревателя. Предпочтительно, чтобы механические изоляторы 30 были выполнены из теплоизолирующего материала. Особенно подходящим материалом является полиэфирэфиркетон (PEEK), который является полукристаллическим термопластиком с отличными свойствами сопротивления к механическим и химическим воздействиям, которые поддерживаются при высоких температурах. Тем не менее, могут быть использованы другие пластики или другие теплоизолирующие материалы.
Механические изоляторы 30 из одного примера, в целом, являются кольцеобразными. Как наиболее хорошо показано, например, на фиг. 4 и 5, концевые поверхности механических изоляторов 30 из этого примера выполнены с несколькими небольшими контактными выступами или столбиками или штырями 31, которые выступают по оси наружу по направлению к соседнему сегменту 20 нагревателя в устройстве 1 в сборе. В этом примере радиус механических изоляторов 30, по существу, совпадает с радиусом сегментов 20 нагревателя, так что контактные выступы 31 касаются противоположной концевой поверхности соседнего сегмента 20 нагревателя. Соответственно, это минимизирует площадь контакта между соседними концевыми поверхностями механических изоляторов 30 и сегментов 20 нагревателя, так как контактные выступы 31 обеспечивают контакт только между этими соседними концевыми поверхностями. Также между этими соседними контактными выступами 31 эффективно создается изолирующий воздушный зазор. Следовательно, контактные выступы 31 помогают минимизировать теплопередачу от сегмента 20 нагревателя к соседнему механическому изолятору 30. Это, в свою очередь, максимизирует теплопередачу к материалу 5, который можно курить, в сегменте 20 нагревателя, так что минимизируется время, нужное для нагревания материала 5, который можно курить, и минимизируется использование энергии.
Для передачи электрической энергии от источника 8 питания до каждого сегмента 20 нагревателя предусмотрены электрические провода. В примере можно подавать электроэнергию на каждый сегмент 20 нагревателя независимо от другого сегмента 20 нагревателя, так что в таком случае присутствует два провода электропитания для каждого сегмента 20 нагревателя. Как показано, например, на фиг. 6 и 7, электрические провода 40 в этом примере обладают металлической или другой электропроводящей сердцевиной 41, окруженной изолирующей оплеткой 42, при этом сердцевина 41 открыта на концах электрических проводов 40. Оплетка 42 может быть выполнена, например, из полиэфирэфиркетона (PEEK), хотя могут быть использованы другие пластики или другие теплоизолирующие материалы. Открытые концы сердцевин 41 соединены с соответствующими сегментами 20 нагревателя. В примере, показанном на фиг. 6 и 7, сегменты 20 нагревателя обладают соединительными опорами или выступами 21, которые направлены по радиусу наружу от сегментов 20 нагревателя. В показанном примере соединительные выступы 21 содержат паз, нужный для обеспечения выемок 22, в которых расположены открытые концы сердцевин 41 проводов. (На фиг. 7, для более ясного показа соединения проводов 40, опущены механические изоляторы 30 между соседними сегментами 20 нагревателя.) Соединительные выступы 21 могут составлять единое целое с сегментами 20 нагревателя или могут быть отдельными элементами, прикрепленными к сегментам 20 нагревателя. В случае отдельных элементов, особенно подходящим для соединительных выступов 21 материалом является Ковар, кобальтоникелевый железный сплав. В качестве альтернативы использованию соединительных выступов 21 с выемками, открытые концы сердцевин 41 могут быть непосредственно прикреплены к сегментам 20 нагревателя, например, с помощью пайки.
В некоторых примерах, каждый сегмент 20 нагревателя содержит два соединительных выступа 21 для двух проводов 40 электропитания. В некоторых примерах, по меньшей мере, один из сегментов 20 нагревателя и, при желании, все сегменты 20 нагревателя могут обладать дополнительной парой соединительных выступов 21 для размещения дополнительных электрических проводов 40. Эти дополнительные электрические провода 40 могут обеспечивать определение температуры сопротивления для сегмента 20 нагревателя, с которым они соединены. То есть, дополнительные электрические провода 40 нужны для передачи измерения температуры соответствующего сегмента 20 нагревателя к электрической схеме 7 управления, которая в свою очередь управляет подачей электроэнергии к сегменту 20 нагревателя, что нужно для такого управления температурой, чтобы она находилась на нужном уровне или в рамках нужного диапазона. Заметим, что не все сегменты 20 нагревателя нужно обеспечивать конструкцией независимого измерения температуры. Например, может быть достаточно снабдить конструкцией измерения температуры только некоторые или даже только один сегмент 20 нагревателя. Действительно, измерение температуры нужно не во всех случаях, касающихся конкретного сегмента 20 нагревателя, и вместо этого температуру могут измерять в других местах в устройстве 1. В качестве альтернативы определению температуры сопротивления, для определения температуры в одном или большем количестве нагревательных сегментов 20 или в устройстве 1 в целом могут быть использованы один или более терморезисторов. На фиг. 8 схематически показаны провода 40, ведущие от электрической схемы 7 управления и источника 8 питания к сегментам 20 нагревателя и в обратном направлении. В этом примере показано два электрических провода 40, обеспечивающих электропитание соответственно каждого сегмента 20 нагревателя.
В примере механические изоляторы 30 снабжены выступами 32 для удержания и поддержки сегментов 20 нагревателя. В одном примере выступы 32 выполнены как один или более столбиков или ушек 33, которые выступают по радиусу наружу от механического изолятора 30 и которые расположены параллельно продольной оси X-X устройства 1. Столбик или столбики 33 выступов 32 эффективно поддерживают сегмент 20 нагревателя, при этом снова минимизируя контакт между механическими изоляторами 30 и сегментами 20 нагревателя и максимизируя наличие изолирующих воздушных зазоров.
В этом примере один или более выступов 32 выполнено как пара столбиков или ушек 33, которые образуют короткий туннель, в котором располагают электрический провод 40. В этом примере один или более выступов 32 также выступают в качестве направляющей для проводов с целью поддержки и направления электрических проводов 40. В другой конструкции противоположные концы 34 ушек 33 направляющих выступов наклонены по направлению друг к другу для обеспечения направленных внутрь столбиков, тем самым обеспечивают узкий участок, который захватывает электрический провод 40. Основы направляющих выступов 32 могут содержать выемку 35, в которой располагают электрический провод 40. Выемка 35 расположена по радиусу наружу относительно основной самой внешней поверхности механического изолятора 30, так что электрические провода 40 удерживают на расстоянии от поверхности изолятора 30 и на расстоянии от внешней поверхности сегмента 20 нагревателя, что нужно для предотвращения или минимизации нагревания электрических проводов 40. По аналогичным причинам, механический изолятор 30 может содержать кольцеобразный буртик 36, выступающий по радиусу наружу, снова для поддержания электрических проводов 40 на расстоянии от механических изоляторов 30 и сегментов 20 нагревателя. Таким образом, в зависимости от конкретной конструкции и количества электрических проводов 40 и количества направляющих выступов 32, обычно в примерах электрические провода 40 для конкретного сегмента 20 нагревателя (являются ли они проводами для электропитания или проводами датчика температуры) удерживают направляющие выступы 32 соседнего механического изолятора 30, при этом другие электрические провода 40 для других сегментов 20 нагревателя просто проходят над механическим изолятором 30, а их удерживают кольцеобразным буртиком 36 указанного механического изолятора 30. Пример указанной ситуации показан на примере с фиг. 6.
Заметим, что функция направления проводов выступов 32 может быть обеспечена отдельно от функции поддержки сегментов 20 нагревателя, так что, например, могут присутствовать выступы 32, которые только поддерживают сегменты 20 нагревателя, выступы 32, которые только направляют электрические провода 40, и, возможно, некоторые выступы 32, которые как поддерживают сегменты 20 нагревателя, так и направляют электрические провода 40.
Как наиболее хорошо показано на фиг. 4, например, самый передний участок поддерживающего нагреватель рукава 10 с двойной стенкой может быть снабжен кольцеобразным краем 15, который направлен по радиусу внутрь для удержания самого переднего механического изолятора 30 в поддерживающем нагреватель рукаве 10. В показанном примере, этот край 15 сцеплен с направленными вперед направляющими выступами 32 самого переднего механического изолятора 30. Достоинство этой ситуации заключается в минимизации площади контакта между самым передним механическим изолятором 30 и краем 15 поддерживающего нагреватель рукава 10. Тем не менее, заметим, что самая передняя поверхность этого самого переднего механического изолятора 30 может быть выполнена по-другому. Например, самая передняя поверхность этого самого переднего механического изолятора 30 может быть выполнена с простыми небольшими ребрами или выступами, которые касаются края 15 с целью дополнительной минимизации площади контакта. В качестве другого примера самая передняя поверхность этого механического изолятора 30 может быть выполнена без каких-либо выступов, если, например, минимизация площади контакта между самым передним механическим изолятором 30 и краем 15 поддерживающего нагреватель рукава 10 не имеет важного значения. На самом заднем участке поддерживающего нагреватель рукава 10 с двойной стенкой может быть предусмотрена аналогичная конструкция кольцеобразного края с целью удержания самого заднего механического изолятора 30 в поддерживающем нагреватель рукаве 10. В качестве другой альтернативы, механические изоляторы 30 можно удерживать в поддерживающем нагреватель рукаве 10 с использованием одного или более отдельных фиксаторов, например, в форме одного или более фиксирующих колец, расположенных спереди и/или сзади поддерживающего нагреватель рукава 10. В качестве другой альтернативы, механические изоляторы 30 можно удерживать в поддерживающем нагреватель рукаве 10 с использованием одного или более фиксаторов, канавок, зубцов или подобного, расположенных на внешнем корпусе 2 или образующих с ним одно целое. В качестве альтернативы или дополнительно, поддерживающий нагреватель рукав 10 и механические изоляторы 30 могут обладать такими размерами, что механические изоляторы 30 плотно подогнаны к поддерживающему нагреватель рукаву 10.
Как упомянуто выше, одна из функций поддерживающего нагреватель рукава 10 в одном примере состоит в помощи в теплоизоляции внешнего корпуса 2 от нагревательной камеры 4, так что при использовании внешний корпус 2 не становится горячим или, по меньшей мере, слишком горячим для касания. Чтобы способствовать этому, поддерживающий нагреватель рукав 10 расположен на расстоянии от внешнего корпуса 2. В примере, показанном на фиг. 9 и 10, этого достигают благодаря использованию одной или более кольцеобразных опор 50. Кольцеобразная опора или опоры 50 могут быть предусмотрены для минимизации теплопередачи от поддерживающего нагреватель рукава 10 к кольцеобразным опорам 50. В показанном примере, этого добиваются с помощью кольцеобразных опор 50 с несколькими направленными внутрь контактными выступами 51, которые одни обеспечивают контакт между кольцеобразными опорами 50 и поддерживающим нагреватель рукавом 10. В показанном примере, контактные выступы 51 сужаются по направлению к центру кольцеобразной опоры 50 для обеспечения малой площади контакта. Далее, в примере, для одной или каждой кольцеобразной опоры 50 поддерживающий нагреватель рукав 10 содержит внешний кольцеобразный буртик 16, на который опирается соответствующая кольцеобразная опора 50. Аналогично, в примере для одной или каждой кольцеобразной опоры 50 внешний корпус 2 устройства 1 содержит внутренний кольцеобразный буртик 23, на который опирается соответствующая кольцеобразная опора 50. Соответствующие кольцеобразные буртики 16, 23 поддерживающего нагреватель рукава 10 и внешнего корпуса 2 могут быть расположены так, чтобы соответствующая кольцеобразная опора 50 находилась между соответствующими кольцеобразными буртиками 16, 23.
Кольцеобразная опора 50 или каждая кольцеобразная опора 50 может быть расположена на расстоянии от концов поддерживающего нагреватель рукава 10. Эта ситуация особенно полезна в случае, когда поддерживающий нагреватель рукав 10 является рукавом с двойными стенками и разряжением, как описано выше. Это объясняется тем, что свойство теплоизоляции поддерживающего нагреватель рукава 10 с двойными стенками, в целом, обеспечивается хорошо, за исключением концов 13, 14, так как там сходятся две стенки 11, 12. В одном примере присутствует две кольцеобразные опоры 50. Это обеспечивает хороший компромисс между обеспечением адекватной поддержки для поддерживающего нагреватель рукава 10 в устройстве 1 и минимизацией контакта с поддерживающим нагреватель рукавом 10, тем самым минимизируются потери на теплопередачу от поддерживающего нагреватель рукава 10. При такой конструкции каждая из кольцеобразных опор 50 может быть расположена у каждого конца рукава 10 или на расстоянии приблизительно 1/3 длины поддерживающего нагреватель рукава 10 от каждого конца рукава 10. Тем не менее, возможны и другие расположения. В одной конструкции кольцеобразные опоры 50 обеспечивают только поддерживающий контакт с поддерживающим нагреватель рукавом 10 в устройстве 1, что помогает минимизировать потери на теплопередачу. (Ясно, что могут присутствовать другие компоненты, которые соединены с поддерживающим нагреватель рукавом 10, но, в целом, они не обеспечивают механической поддержки поддерживающего нагреватель рукава 10 в устройстве 1) Особенно подходящим материалом для кольцеобразных опор 50 является полиэфирэфиркетон (PEEK), хотя могут быть использованы другие пластики или другие теплоизолирующие материалы.
На фиг. 11 показан другой пример поддерживающего нагреватель рукава 10. Этот пример поддерживающего нагреватель рукава 10 обладает рядом признаков, один или более из которых могут быть использованы в описанном выше первом примере.
В этом примере поддерживающего нагреватель рукава 10, показанном на фиг. 11, в месте, где одна или более кольцеобразных опор 50 контактируют с поддерживающим нагреватель рукавом 10, во внешней стенке 11 поддерживающего нагреватель рукава 10 может быть предусмотрена кольцеобразная канавка 55. В качестве альтернативы или дополнительно, вместо непрерывной кольцеобразной канавки, может присутствовать несколько пазов или выемок 55, расположенных по периферии внешней стенки 11 поддерживающего нагреватель рукава 10. Эти пазы или выемки 55 могут быть расположены в точках контакта кольцеобразных опор 50 и внешней стенки 11 поддерживающего нагреватель рукава 10. Например, в кольцеобразной канавке 55 или отдельных выемках 55 могут располагаться кончики нескольких направленных внутрь контактных выступов 51 кольцеобразных опор. Единственная кольцеобразная канавка 55 или каждая кольцеобразная выемка 55 во внешней стенке 11 поддерживающего нагреватель рукава 10 способствуют точному расположению кольцеобразных опор 50 и помогают удерживать кольцеобразные опоры 50 в правильном положении. Такие кольцеобразные канавки 55 и/или пазы или выемки 55 могут быть предусмотрены в описанном выше первом примере поддерживающего нагреватель рукава 10.
В другом примере, показанном на фиг. 11, может присутствовать кольцеобразные канавки 58 во внутренней стенке 12 поддерживающего нагреватель рукава 10. Вместе с удерживающим зажимом или другими признаками, предусмотренными на сегментах 20 нагревателя или предусмотренными в сочетании с сегментами 20 нагревателя, такие выемки 58 во внутренней стенке 12 поддерживающего нагреватель рукава 10 могут способствовать безопасному и устойчивому удержанию нагревателя в сборе в поддерживающем нагреватель рукаве 10. Такие кольцеобразные канавки 58 и/или пазы могут быть предусмотрены в описанном выше первом примере поддерживающего нагреватель рукава 10.
Отверстие 17 в одном конце поддерживающего нагреватель рукава 10 может быть выполнено расширяющимся. Это позволяет легче вводить в поддерживающий нагреватель рукав 10 содержащиеся в нем компоненты, в том числе сегменты 20 нагревателя и механические изоляторы 30, особенно, например, при его изготовлении. Такой раструб 17 может быть предусмотрен в описанном выше первом примере поддерживающего нагреватель рукава 10.
Внешний корпус 2 может быть выполнен из теплоизолирующего материала. Особенно подходящим материалом является полиэфирэфиркетон (PEEK), хотя снова могут быть использованы другие пластики, в том числе, например, акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) или другие теплоизолирующие материалы. Самая внешняя поверхность внешнего корпуса 2 может обладать декоративным покрытием, таким как металлическая окраска. Самая внутренняя поверхность внешнего корпуса 2 может быть покрыта, частично или полностью, материалом, являющимся хорошим проводником тепла. Для этой цели может быть использовано металлическое покрытие, такое как медь, толщина которого может, например, составлять приблизительно 0,05 мм. В случае, когда поддерживающий нагреватель рукав 10 поддерживают кольцеобразные опоры 50, как описано выше, на внутренней поверхности внешнего корпуса 2, по меньшей мере, вокруг областей, где кольцеобразные опоры 50 контактируют с внешним корпусом 2, может быть расположено теплопроводящее покрытие 24. Указанное действует как распространитель тепла, помогающий рассеять любое тепло, которое было передано на внешний корпус 2 от поддерживающего нагреватель рукава 10 с помощью кольцеобразных опор 50, что помогает предотвратить образование горячих мест на внешнем корпусе 2.
Все механические изоляторы 30 могут быть аналогичными. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один из самого заднего и самого переднего механического изолятора 30 может быть по-другому выполнен, соответственно, в самой задней/самой передней поверхности. Пример другого самого переднего механического изолятора 30 приведен выше. Самый задний механический изолятор 30 может быть по-другому выполнен в своей самой задней поверхности с целью приспособления или обеспечения входного отверстия для потока воздуха в нагревательную камеру 4. Например, как показано в примере на фиг. 10, самая задняя поверхность 37 самого заднего механического изолятора 30 может быть выполнена как концевая стенка 37 с входным отверстием 38 для воздуха, которое расположено по центру в концевой стенке 37 самого заднего механического изолятора 30. Внешний корпус 2 в этом примере, содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие 60 для воздуха, расположенное близко к месту расположения входного отверстия 38 для воздуха самого заднего механического изолятора 30 для допуска воздуха в устройство 1 и далее в самый задний механический изолятор 30.
В одном примере конструкция такова, что воздух, поступающий в устройство 1, не проходит камеру 6 и, в частности, не проходит электрическую схему 7 управления и источник 8 питания. Пример того, как это достигается, показан на фиг. 12. Трубка 70 впуска воздуха соединяет входное отверстие 60 для воздуха внешнего корпуса 2 с входным отверстием 38 для воздуха самого заднего механического изолятора 30, так что воздух может только поступить в устройство 1 через входное отверстие 60 для воздуха, через трубку 70 впуска воздуха и через входное отверстие 38 для воздуха самого заднего механического изолятора 30 и далее в нагревательную камеру 4. Входное отверстие 38 для воздуха может быть образовано стенкой 39 кольцеобразной или подобной формы, которая выступает в направлении назад от концевой стенки 37 самого заднего механического изолятора 30 и которая обеспечивает соединительное крепление для трубки 70 впуска воздуха.
Может присутствовать несколько входных отверстий 60 для воздуха во внешнем корпусе 2, при этом трубка 70 впуска воздуха расположена подходящим образом для перемещения воздуха к самому заднему механическому изолятору 30. В одной конструкции во внешнем корпусе 2 присутствует два входных отверстия 60 для воздуха, расположенные на противоположных сторонах внешнего корпуса 2. В поперечном сечении трубка 70 впуска воздуха в таком случае может обладать, в целом, T-образной формой или Y-образной формой, содержащей первое и второе плечи 71, которые соединены соответственно с первым и вторым входными отверстиями 60 для воздуха внешнего корпуса, и стержень 72, который соединен с входным отверстием 38 для воздуха самого заднего механического изолятора 30 (при желании с помощью крепления к стенке 39, которая ограничивает входное отверстие 38 для воздуха) для обеспечения потока воздуха в соседний, самый задний сегмент 20 нагревателя.
При наличии, трубка 60 впуска воздуха любой формы может быть выполнена как одно целое с самым задним механическим изолятором 30. В качестве альтернативы, при наличии, трубка 60 впуска воздуха любой формы может быть выполнена как одно целое с внешним корпусом 2. Тем не менее, удобнее, чтобы трубка 60 впуска воздуха любой формы была выполнена как отдельный компонент. Для облегчения сборки устройства 1 при его изготовлении и для обеспечения крепления для трубки 60 впуска воздуха, входное отверстие 38 для воздуха самого заднего механического изолятора 30 может быть предусмотрено в направленном назад патрубке 39, который выступает от самой задней поверхности 37 самого заднего механического изолятора 30. Трубка 70 впуска воздуха может быть прикреплена к этому патрубку 39 самого заднего механического изолятора 30. В конкретном примере, когда в поперечном сечении трубка 70 впуска воздуха, как описано выше, обладает в целом T-образной формой или Y-образной формой, стержень 72 трубки 70 впуска воздуха может обладать такими размерами, чтобы плотно охватывать патрубок 39 самого заднего механического изолятора 30. В альтернативной конструкции (не показана), стержень 72 трубки 70 впуска воздуха может плотно располагаться внутри патрубка 39 самого заднего механического изолятора 30.
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано с помощью иллюстрации и примеров вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение и в которых предложено превосходное устройство, выполненное для нагревания материала, который можно курить, а не для сжигания материала, который можно курить. Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленных и другим образом описанных признаков. Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема и/или идеи настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.