СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТОКОПРИЕМНИКА КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА, КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА, А ТАКЖЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩИЕ АЭРОЗОЛЬ
METHOD FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF A CURRENT COLLECTOR OF A STRUCTURE FOR INDUCTION HEATING, STRUCTURE FOR INDUCTION HEATING, AND AEROSOL-GENERATING APPARATUS AND SYSTEM

Настоящее изобретение относится к конструкциям для индукционного нагрева для нагревания субстратов, образующих аэрозоль, и к способам измерения температуры токоприемника конструкции для индукционного нагрева.
Из уровня техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как табакосодержащий субстрат, нагревают, а не сжигают (см., например, патент РФ № 2670060). Назначением таких нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, является уменьшение вредных или потенциально вредных побочных продуктов, образуемых в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах.
В изделиях, генерирующих аэрозоль, вдыхаемый аэрозоль обычно генерируется в результате передачи тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль. Во время нагревания летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль и захватываются в воздух. Например, летучие соединения могут захватываться в воздух, втягиваемый через, над, вокруг или иным образом вблизи изделия, генерирующего аэрозоль. По мере охлаждения высвобождаемых летучих соединений они конденсируются с образованием аэрозоля. Аэрозоль может вдыхаться пользователем. Аэрозоль может содержать вкусоароматические вещества, ароматизаторы, никотин или другие желаемые элементы.
Нагревательный элемент может содержаться в устройстве, генерирующем аэрозоль. Комбинация изделия, генерирующего аэрозоль, и устройства, генерирующего аэрозоль, может образовывать систему, генерирующую аэрозоль.
Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент, который может быть вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль. В других системах, генерирующих аэрозоль, вместо резистивного нагревательного элемента используется конструкция для индукционного нагрева. Конструкция для индукционного нагрева обычно содержит индукционную катушку и токоприемник, расположенный таким образом, что она находится в тепловой близости к субстрату, образующему аэрозоль. Индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле для генерирования вихревых токов и потерь на гистерезис в токоприемнике, вызывая нагревание токоприемника, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль. Индуктивное нагревание обеспечивает возможность генерирования аэрозоля без воздействия конструкции для нагрева на изделие, генерирующее аэрозоль. Это может увеличить легкость, с которой может быть очищена конструкция для нагрева. Однако может быть трудным точно измерить температуру токоприемника такой конструкции для индукционного нагрева и, как следствие, количество тепла, подводимое к субстрату, образующему аэрозоль, когда образуется аэрозоль.
Было бы желательным предусмотреть конструкцию для индукционного нагрева, которая обеспечивает точное измерение температуры токоприемника. Также было бы желательным предусмотреть способ точного измерения температуры такого токоприемника.
Предусмотрен способ измерения температуры токоприемника конструкции для индукционного нагрева, выполненной с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Конструкция для индукционного нагрева может содержать полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого конструкцией для индукционного нагрева. Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования переменного магнитного поля, при протекании изменяющегося электрического тока через по меньшей мере одну индукционную катушку. Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один токоприемник, расположенный относительно по меньшей мере одной индукционной катушки таким образом, что по меньшей мере один токоприемник является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, при этом по меньшей мере один токоприемник выполнен с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один датчик температуры. Способ может включать обеспечение по меньшей мере одного датчика температуры в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником. Способ может включать измерение температуры по меньшей мере одного токоприемника, когда изменяющийся электрический ток не протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку.
В настоящем изобретении предусмотрен способ измерения температуры токоприемника конструкции для индукционного нагрева, выполненной с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, при этом конструкция для индукционного нагрева содержит:
- полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого конструкцией для индукционного нагрева;
- по меньшей мере одну индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования переменного магнитного поля, при протекании изменяющегося электрического тока через по меньшей мере одну индукционную катушку;
- по меньшей мере один токоприемник, расположенный относительно по меньшей мере одной индукционной катушки таким образом, что по меньшей мере один токоприемник является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, при этом по меньшей мере один токоприемник выполнен с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль;
- по меньшей мере один датчик температуры;
при этом способ включает:
- обеспечение по меньшей мере одного датчика температуры в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником;
- измерение температуры по меньшей мере одного токоприемника, когда изменяющийся электрический ток не протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку.
Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку. По меньшей мере одна индукционная катушка расположена таким образом, что генерирует изменяющееся магнитное поле на основе принимаемого изменяющегося тока из блока питания. Таким образом, изменяющийся ток может быть от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц. В некоторых вариантах осуществления, изменяющийся ток представляет собой высокочастотный изменяющийся ток. В контексте данного документа термин «высокочастотный изменяющийся ток» обозначает изменяющийся ток с частотой от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный изменяющийся ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, например, от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц или, например, от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц. Изменяющийся ток может представлять собой переменный ток, который генерирует переменное магнитное поле.
Индукционная катушка может иметь любую подходящую форму. Например, индукционная катушка может представлять собой плоскую индукционную катушку. Плоская индукционная катушка может быть намотана по спирали, по существу в плоскости. Предпочтительно, индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку. Обычно, трубчатая индукционная катушка спирально намотана вокруг продольной оси. Индукционная катушка может быть продолговатой. В частности, предпочтительно индукционная катушка может быть удлиненной трубчатой индукционной катушкой. Индукционная катушка может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, индукционная катушка может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.
Индукционная катушка может быть образована из любого подходящего материала. Индукционная катушка образована из электрически проводящего материала. Предпочтительно индукционная катушка образована из металла или металлического сплава.
В контексте данного документа термин «электрически проводящий» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление меньше или равное 1×10-4 Ом-метр (Ом⋅м), при двадцати градусах по Цельсию.
Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один токоприемник. В контексте настоящего документа термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен преобразовывать магнитную энергию в тепло. Когда токоприемник расположен в изменяющемся магнитном поле, например, изменяющемся магнитном поле, генерируемом индукционной катушкой, токоприемник нагревается. Нагревание токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.
Токоприемник может содержать любой подходящий материал. Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше приблизительно 250 градусов Цельсия. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из электрически проводящего материала. Подходящие материалы для продолговатого токоприемника включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемники могут содержать ферромагнитный материал, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Некоторые предпочтительные токоприемники состоят из ферромагнитного материала. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Подходящий токоприемник может состоять из алюминия. Токоприемник может содержать по меньшей мере приблизительно 5 процентов, по меньшей мере приблизительно 20 процентов, по меньшей мере приблизительно 50 процентов или по меньшей мере приблизительно 90 ферромагнитных или парамагнитных материалов.
Предпочтительно токоприемник образован из материала, который является по существу непроницаемым для газов. Другими словами, предпочтительно токоприемник из материала, который не является проницаемым для газа.
По меньшей мере один токоприемник конструкции для индукционного нагрева может иметь любую подходящую форма. Например, токоприемник может быть продолговатым. Токоприемник может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, токоприемник может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение. Токоприемник может быть трубчатым.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления токоприемник может содержать слой токоприемника, предусмотренный на опорной основной части. Расположение токоприемника в изменяющемся магнитном поле вызывает вихревые токи в непосредственной близости от поверхности токоприемника, то есть эффект, называемый поверхностным эффектом. Соответственно, является возможным образование токоприемника из относительно тонкого слоя материала токоприемника, в то же время обеспечивая эффективное нагревание токоприемника в присутствии изменяющегося магнитного поля. Изготовление токоприемника из опорной основной части и относительно тонкого слоя токоприемника, может облегчить производство изделия, генерирующего аэрозоль, которое является простым, недорогим и надежным.
Опорная основная часть может быть выполнена из материала, который не подвержен индукционному нагреву. Преимущественно это может уменьшить нагревание поверхностей токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль, где поверхности опорной основной части образуют поверхности токоприемника, которые не контактируют с субстратом, образующим аэрозоль.
Опорная основная часть может содержать электроизоляционный материал. В контексте данного документа термин «электроизоляционный» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление, составляющее по меньшей мере 1 x104 Ом-метр (Ом·м), при двадцати градусах по Цельсию.
Образование опорной основной части из теплоизоляционного материала может обеспечить теплоизоляционную перегородку между слоем токоприемника и другими компонентами конструкции для индукционного нагрева, например, индукционной катушкой, окружающий индукционный нагревательный элемент. Преимущественно это может уменьшить передачу тепла между токоприемником и другими компонентами индукционной нагревательной системы.
2
Теплоизоляционный материал также может иметь объемную температуропроводность менее или равную приблизительно 0,01 квадратного сантиметра в секунду (см/с), при измерении с использованием способа лазерной вспышки. Результатом обеспечения опорной основной части, имеющей такую температуропроводность, может быть опорная основная часть с высокой тепловой инерцией, которая может уменьшить передачу тепла между слоем токоприемника и опорной основной частью и уменьшить изменения температуры опорной основной части.
Токоприемник может быть снабжен защитным внешним слоем, например, защитным керамическим слоем или защитным стеклянным слоем. Защитный внешний слой может улучшить прочность токоприемника и упростить очистку токоприемника. Защитный внешний слой может по существу окружать токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла.
Токоприемник может иметь любые подходящие размеры. Токоприемник может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров или от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Токоприемник может иметь ширину от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 8 миллиметров, например, от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 5 миллиметров. Токоприемник может иметь толщину от приблизительно 0,01 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров. В случае, где токоприемник имеет постоянное поперечное сечение, например, круглое поперечное сечение, токоприемник может иметь предпочтительную ширину или диаметр от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 5 миллиметров.
Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один внешний нагревательный элемент. По меньшей мере один внешний нагревательный элемент может содержать по меньшей мере один токоприемник. В контексте данного документа термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью нагревания внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль. По меньшей мере один внешний нагревательный элемент может по меньшей мере частично окружать полость для вмещения субстрата образующего аэрозоль.
Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один внутренний нагревательный элемент. Внутренний нагревательный элемент может содержать по меньшей мере один токоприемник. В контексте данного документа термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, выполненному с возможностью вставки в субстрат, образующий аэрозоль. Внутренний нагревательный элемент может быть выполнен в форме пластины, штыря или конуса. По меньшей мере один внутренний нагревательный элемент может проходить в полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления конструкция для индукционного нагрева содержит по меньшей мере один внутренний нагревательный элемент, и по меньшей мере один внешний нагревательный элемент.
Конструкция для индукционного нагрева выполнена с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль обычно представляет собой изделие, генерирующее аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли.
Субстрат, образующий аэрозоль может быть жидким. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является твердым.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте настоящего документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Веществом для образования аэрозоля является любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые по существу являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля могут включать многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5 процентов по весу в пересчете на сухой вес, например, от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один датчик температуры.
Способ может включать этап обеспечения по меньшей мере одного датчика температуры в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником. В результате, по меньшей мере один датчик температуры может измерять температуру по меньшей мере одного токоприемника.
Способ может включать этап измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника, когда изменяющийся электрический ток не протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку. Было обнаружено, что магнитное поле, которое может быть сгенерировано посредством по меньшей мере одной индукционной катушки, когда изменяющийся электрический ток протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку, может индуцировать ток в по меньшей мере одном датчике температуры. Такой индуцированный ток может привести к ошибочному измерению температуры по меньшей мере одного токоприемника. Следовательно, измерение температуры по меньшей мере одного токоприемника, когда изменяющийся электрический ток не протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку, может повысить точность измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника. Способ может дополнительно включать этап исключения измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника, когда изменяющийся электрический ток протекает через по меньшей мере одну индукционную катушку. Этот дополнительный этап может способствовать обеспечению повышения точности измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника.
По меньшей мере один датчик температуры может представлять собой термопару. Термопара может содержать первый провод термопары и второй провод термопары. Первый провод термопары проходит от первого ближнего конца к первому дальнему концу. Второй провод термопары проходит от второго ближнего конца ко второму дальнему концу. Первый ближний конец соединен со вторым ближним концом, тем самым образуя соединение. Соединение находится в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником. В контексте данного документа «ближний конец провода термопары» определен как конец провода термопары, ближайший к по меньшей мере одному токоприемнику.
Датчики в виде термопар могут обеспечить недорогую конструкцию для измерения температуры токоприемника. Датчики в виде термопар могут быть полезны для измерения широкого диапазона рабочих температур токоприемника. Датчики в виде термопар могут быть преимущественными в том, что они для активации могут не требовать внешнего источника питания. Использование термопары в способе согласно настоящему изобретению может повысить точность измерения температуры токоприемника.
В варианте осуществления соединение находится в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником посредством сварочной точки.
Первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь диаметр от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Как результат данных диаметров первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь низкую теплоемкость. Это может быть преимущественным для обеспечения быстрой стабилизации температуры первого провода термопары и второго провода термопары. Такая быстрая стабилизация температуры может быть полезной для повышения точности измерения температуры токоприемника в заданный момент времени.
Первый провод термопары может быть окружен первым электроизоляционным слоем. Второй провод термопары может быть окружен вторым электроизоляционным слоем. Первый и второй электроизоляционные слои выполнены из электроизоляционного материала. Первый и второй электроизоляционные слои могут иметь толщину от приблизительно 2 микрометров до приблизительно 10 микрометров. Предоставление первого электроизоляционного слоя и второго электроизоляционного слоя может способствовать снижению генерирования индуцированных токов в первом проводе термопары и втором проводе термопары. Благодаря предоставлению первого и второго электроизоляционных слоев, имеющих толщину от приблизительно 2 микрометров до приблизительно 10 микрометров, первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь низкую теплоемкость. Это может привести к надлежащей стабилизации температуры первого провода термопары и второго провода термопары.
Первый электроизоляционный слой и второй электроизоляционный слой может содержать парилен. Данный материал может также способствовать улучшению тепловой стабилизации первого провода термопары и второго провода термопары.
По меньшей мере один токоприемник может содержать теплоизолятор, расположенный таким образом, чтобы обеспечивать теплоизоляцию по меньшей мере одного токоприемника от первого провода термопары и второго провода термопары. Теплоизолятор выполнен из теплоизоляционного материала. Данная конструкция может быть полезной для обеспечения того, чтобы датчик в виде термопары находился в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником только посредством соединения. Это может также улучшить точность измерения температуры токоприемника.
В контексте данного документа термин «теплоизоляционный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность менее или равную приблизительно 100 милливатт на метр-Кельвин (мВт/(м·К)) при температуре 23 градуса по Цельсию и относительной влажности 50 процентов, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Первый провод термопары может содержать хромель. Второй провод термопары может содержать алюмель.
По меньшей мере один датчик температуры может представлять собой терморезистивное устройство. Терморезистивное устройство содержит резистивный элемент. Сопротивление резистивного элемента увеличивается при повышении температуры резистивного элемента. Следовательно, между сопротивлением резистивного элемента и температурой резистивного элемента может быть установлена корреляция. Таким образом, температура резистивного элемента может быть получена посредством измерения сопротивления резистивного элемента. Поскольку резистивный элемент находится в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником, температура резистивного элемента может быть использована для получения температуры по меньшей мере одного токоприемника. Резистивный элемент предпочтительно образован из металла.
В варианте осуществления корреляция установлена таким образом, что сопротивление резистивного элемента, составляющее 100 Ом, указывает температуру резистивного элемента, составляющую 0 градусов по Цельсию.
Резистивный элемент терморезистивного устройства может содержать платину. Платина может быть подходящим материалом для резистивного элемента, поскольку она может быть химически инертной. Платина может обеспечивать по существу линейно соотношение между сопротивлением резистивного элемента и температурой резистивного элемента, тем самым упрощая калибровку. Платина имеет высокий температурный коэффициент сопротивления. Это может быть полезным для обеспечения легко измеримых изменений сопротивления в зависимости от температуры. Это может также обеспечить стабильность в измерениях, поскольку температура существенно не изменяется со временем. Резистивный элемент может содержать никель.
В одном варианте осуществления конструкция для индукционного нагрева, используемая в способе измерения температуры токоприемник является такой, что:
- по меньшей мере одна индукционная катушка содержит первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку, при этом первая индукционная катушка выполнена с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку, и вторую индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку;
- по меньшей мере один токоприемник содержит первый токоприемник и второй токоприемник, при этом первый токоприемник расположен относительно первой индукционной катушки таким образом, что первый токоприемник является нагреваемым посредством проникновения первого изменяющегося магнитного поля, второй токоприемник расположен относительно второй индукционной катушки таким образом, что второй токоприемник является нагреваемым посредством проникновения второго изменяющегося магнитного поля, при этом первый токоприемник и второй токоприемник выполнены с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль;
при этом способ измерения температуры конструкции для индукционного нагрева дополнительно включает:
- обеспечение по меньшей мере одного датчика температуры в тепловом контакте с первым токоприемником;
- измерение температуры первого токоприемника, когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку.
Оснащение конструкции для индукционного нагрева первой индукционной катушкой, расположенной так, чтобы нагревать токоприемник, и второй индукционной катушкой, расположенной так, чтобы нагревать второй токоприемник, обеспечивает выборочное нагревание первого токоприемника и второго токоприемника. Такой выборочный нагрев позволяет конструкции для индукционного нагрева нагревать разные части субстрата, образующего аэрозоль, в разные моменты времени, и может обеспечить нагрев одного из токоприемников до температуры, отличной от другого токоприемника.
Предоставление по меньшей мере одного датчика температуры в тепловом контакте с первым токоприемником обеспечивает измерение температуры первого токоприемника. Посредством измерения температуры первого токоприемника, когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку, может быть исключено индуцирование тока в по меньшей мере одном датчике температуры. Поскольку такой индуцированный ток может привести к ошибочным измерениям температуры, точность измерения температуры первого токоприемника может быть улучшена, когда индуцированный ток уменьшается или подавляется.
Способ согласно данному варианту осуществления может дополнительно включать исключение измерения температуры первого токоприемника, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку. Это может дополнительно гарантировать, что ошибочные измерения сведены к минимуму или исключены, поскольку измерения не выполняются в моменты времени, когда магнитное поле, генерируемое первой индукционной катушкой может индуцировать ток в по меньшей мере одном датчике температуры.
По меньшей мере один датчик температуры согласно данному варианту осуществления может содержать первый датчик температуры и второй датчик температуры, при этом способ включает:
- обеспечение первого датчика температуры в тепловом контакте с первым токоприемником;
- измерение температуры первого токоприемника, когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку;
- обеспечение второго датчика температуры в тепловом контакте со вторым токоприемником;
- измерение температуры второго токоприемника, когда второй изменяющийся электрический ток не протекает через вторую индукционную катушку.
Посредством расположения датчика температуры в тепловом контакте как с первым токоприемником, так и со вторым токоприемником, температура обоих токоприемников может быть преимущественно измерена с повышенной точностью. Это, в частности, может быть преимущественным, когда один из токоприемников выполнен с возможность нагревания до температуры, отличной от другого токоприемника.
Способ может дополнительно включать:
- исключение измерения температуры первого токоприемника, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку;
- исключение измерения температуры второго токоприемника, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку.
Это может дополнительно повысить точность измерений температуры первого токоприемника и второго токоприемника.
Предусмотрена конструкция для индукционного нагрева. Конструкция для индукционного нагрева может содержать полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого конструкцией для индукционного нагрева. Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере одну индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования переменного магнитного поля, при протекании изменяющегося электрического тока через по меньшей мере одну индукционную катушку. Конструкция для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один токоприемник, расположенный относительно по меньшей мере одной индукционной катушки таким образом, что по меньшей мере один токоприемник является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля. По меньшей мере один токоприемник может быть выполнен с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль. По меньшей мере один токоприемник может содержать термопару. Термопара может содержать первый провод термопары и второй провод термопары. Первый провод термопары может проходить от первого ближнего конца к первому дальнему концу, и второй провод термопары может проходить от второго ближнего конца ко второму дальнему концу, при этом первый ближний конец соединен со вторым ближним концом, тем самым образуя соединение. Соединение может находиться в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником. Первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь диаметр от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров. Первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь диаметр от приблизительно 45 микрометров до приблизительно 55 микрометров.
В настоящем изобретении конструкция для индукционного нагрева содержит:
- полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого конструкцией для индукционного нагрева;
- по меньшей мере одну индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования переменного магнитного поля, при протекании изменяющегося электрического тока через по меньшей мере одну индукционную катушку;
- по меньшей мере один токоприемник, расположенный относительно по меньшей мере одной индукционной катушки таким образом, что по меньшей мере один токоприемник является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, при этом по меньшей мере один токоприемник выполнен с возможностью нагревания субстрата, образующего аэрозоль;
термопару, содержащую первый провод термопары и второй провод термопары, при этом первый провод термопары проходит от первого ближнего конца к первому дальнему концу, второй провод термопары проходит от второго ближнего конца ко второму дальнему концу, при этом первый ближний конец соединен со вторым ближним концом, тем самым образуя соединение, при этом соединение находится в тепловом контакте с по меньшей мере одним токоприемником;
при этом первый провод термопары и второй провод термопары имеют диаметр от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров, предпочтительно от приблизительно 45 микрометров до приблизительно 55 микрометров.
Первый провод термопары и второй провод термопары, имеющие такой диаметр от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров, могут иметь низкую теплоемкость. Это может быть преимущественным для обеспечения быстрой стабилизации температуры первого провода термопары и второго провода термопары. Такая быстрая стабилизация температуры может быть полезной для обеспечения того, чтобы измерение температуры по меньшей мере одного токоприемника в заданный момент времени меньше зависело от температуры или режима работы конструкции для индукционного нагрева до такого заданного момента времени. Из этого следует, что конструкция для индукционного нагрева, содержащая такие первый и второй провода термопары может быть преимущественной для обеспечения улучшенного измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника. Данное преимущество может быть даже более релевантным, когда температуру по меньшей мере одного токоприемника измеряют посредством одного из способов, раскрытых выше.
В предпочтительном варианте осуществления первый провод термопары и второй провод термопары имеют диаметр от приблизительно 45 микрометров до приблизительно 55 микрометров. Это может обеспечить даже еще более повышенную точность измерения температуры по меньшей мере одного токоприемника.
Первый провод термопары может быть окружен первым электроизоляционным слоем и второй провод термопары может быть окружен вторым электроизоляционным слоем, при этом первый и второй электроизоляционные слои имеют толщину от приблизительно 2 микрометров до приблизительно 10 микрометров. Посредством обеспечения первого и второго электроизоляционных слоев, имеющих такую толщину, первый провод термопары и второй провод термопары могут иметь низкую теплоемкость. Это может привести к надлежащей стабилизации температуры первого провода термопары и второго провода термопары. Как результат, конструкция для индукционного нагрева может обеспечивать более точное измерение температуры по меньшей мере одного токоприемника даже сразу после изменения температуры или режима работы конструкции для индукционного нагрева.
Предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее любую из конструкций для индукционного нагрева, раскрытых выше. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус устройства. Корпус устройства может по меньшей мере частично определять полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль находится на ближнем конце устройства.
В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое для генерирования аэрозоля взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль.
В случае, если токоприемник является трубчатым токоприемником, трубчатый токоприемник может по меньшей мере частично определять полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Когда токоприемник содержит опорную основную часть, опорная основная часть может быть трубчатой опорной основной частью и слой токоприемника может быть предусмотрен на внутренней поверхности трубчатой опорной основной части. Посредством обеспечения слоя токоприемника на внутренней поверхности опорной основной части можно расположить слой токоприемника смежно с субстратом, образующим аэрозоль в полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, улучшая передачу тепла между слоем токоприемника и субстратом, образующим аэрозоль.
Корпус устройства может быть продолговатым. Предпочтительно корпус устройства имеет цилиндрическую форму. Корпус устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой устройство, удерживаемое в руке. Другими словами, устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь такие размер и форму, чтобы удерживаться в руке пользователя.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать блок питания, выполненный с возможностью подачи изменяющегося тока на индукционную катушку.
Блок питания может представлять собой блок питания постоянного тока. В предпочтительных вариантах осуществления блок питания является батареей. Блок питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную или литий-полимерную батарею. Однако в некоторых вариантах осуществления блок питания может представлять собой другой тип устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одной или более операций пользователем. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций генератора аэрозоля. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения предварительно заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления блок питания представляет собой блок питания постоянного тока, имеющий напряжение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 Вольт до приблизительно 4,5 Вольт и силу постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 A до приблизительно 10 A (соответствующие мощности блока питания в диапазоне от приблизительно 2,5 Вт до приблизительно 45 Вт).
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с по меньшей мере одной индукционной катушкой, и блок питания. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей питания от блока питания на по меньшей мере одну индукционную катушку. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, выполненную с возможностью осуществления управления. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на по меньшей мере одну индукционную катушку. Ток может подаваться на по меньшей мере одну индукционную катушку непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке.
Контроллер преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса D или класса E.
Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося тока на по меньшей мере одну индукционную катушку. Изменяющийся ток может быть от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц. В некоторых вариантах осуществления изменяющийся ток представляет собой высокочастотный изменяющийся ток, то есть ток от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный изменяющийся ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, например, от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц или, например, от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.
В некоторых вариантах осуществления корпус устройства содержит мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.
В некоторых вариантах осуществления мундштук предусмотрен в качестве части изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте настоящего документа термин «мундштук» относится к части системы, генерирующей аэрозоль, помещаемой в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль, из изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например, кнопку для инициирования нагревания устройства, генерирующего аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей для отображения состояния устройства или субстрата, образующего аэрозоль.
Предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая любое из вышеупомянутых устройств, генерирующих аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.
В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, в контексте настоящего документа может называться табачной палочкой.
В контексте данного документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в виде сегмента, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль может содержать несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, является по существу одинаковым с первым субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, отличается от первого субстрата, образующего аэрозоль.
В случае, когда сегмент, генерирующий аэрозоль содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, количество единиц субстрата, образующего аэрозоль, может быть таким же, как и количество токоприемников в индукционном нагревательном элементе. Подобным образом, количество единиц субстрата, образующего аэрозоль, может быть таким же, как и количество индукционных катушек в конструкции для индукционного нагрева.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
В случае, когда сегмент, генерирующий аэрозоль содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, единицы субстрата, образующего аэрозоль, могут быть расположены конец к концу вдоль оси сегмента, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать перегородку между единицами субстрата, образующего аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, генерирующего аэрозоль, может быть от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. В некоторых вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную обертку. Наружная обертка может быть образована из бумаги. Наружная обертка может быть проницаемой для газа в сегменте, генерирующем аэрозоль. В частности, в вариантах осуществления, предусматривающих несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль. В случае, если перегородка предусмотрена между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия на перегородке. Это может обеспечить непосредственно обеспечение субстрата, образующего аэрозоль, воздухом, который не втягивается через другой субстрат, образующий аэрозоль. Это может увеличить количество воздуха, принимаемое каждым субстратом, образующим аэрозоль. Это может улучшить характеристики генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль.
Кроме того, изделие, генерирующее аэрозоль, может также содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Перегородка может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в свете следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления, приведенного только в качестве иллюстративного и неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - блок-схема способа измерения температуры токоприемника конструкции для индукционного нагрева;
Фиг. 2 - конструкция для индукционного нагрева, содержащая индукционную катушку, токоприемник, полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль и датчик температуры;
Фиг. 3 - конструкция для индукционного нагрева, содержащая первую и вторую индукционные катушки, первый и второй токоприемники, первую и вторую части полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, и первый и второй датчики температуры;
Фиг. 4 - конструкция для индукционного нагрева, содержащая первую и вторую индукционные катушки, токоприемник, полость для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, и первый и второй датчики температуры;
Фиг. 5 - термопара в тепловом контакте с токоприемником;
Фиг. 6 - терморезистивное устройство в тепловом контакте с токоприемником;
Фиг. 7 - система, генерирующая аэрозоль и содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, содержит конструкцию для индукционного нагрева;
Фиг. 8 - система, генерирующая аэрозоль, показанная на фиг. 7, когда субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, размещен в полости конструкции для индукционного нагрева; и
Фиг. 9 - изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее фильтр в сборе, который содержит охлаждающий сегмент, фильтрующий сегмент и сегмент на мундштучном конце.
На фиг. 1 схематически представлен способ измерения температуры токоприемника в конструкции 10 для индукционного нагрева. Подробные варианты осуществления такой конструкции 10 для индукционного нагрева описаны относительно фиг. 2-8. Способ, показанный на фиг. 1, включает этап A, на котором обеспечивают датчик 13 температуры конструкции 10 для индукционного нагрева в тепловом контакте с токоприемником 11 конструкция 10 для индукционного нагрева. Способ, показанный на фиг. 1, включает этап B, на котором температуру токоприемника 11 измеряют, когда изменяющийся электрический ток не протекает через индукционную катушку 12 конструкции 10 для индукционного нагрева. Индукционная катушка 12 выполнена с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда такой изменяющийся ток протекает через индукционную катушку 12. Токоприемник 11 расположен относительно катушки индукционной катушки 12 таким образом, что токоприемник 11 является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля. Токоприемник 11 выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. В примере согласно варианту осуществления по фиг. 1, способ дополнительно включает этап C, представленный пунктирными линиями. Этап C предусматривает исключение измерения температуры токоприемника 11, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку 12.
На фиг. 2 показана конструкция 10 для индукционного нагрева, содержащая токоприемник 11 и индукционную катушку 12. Как пояснено на фиг. 1, индукционная катушка 12 выполнена с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку 12. Токоприемник 11 расположен относительно индукционной катушки 12 таким образом, что токоприемник 11 является нагреваемым посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, которое может генерироваться индукционной катушкой 12. Токоприемник 11 выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Перефразируя, когда токоприемник 11 нагревается посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, субстрат, образующий аэрозоль может быть нагрет токоприемником. Субстрат, образующий аэрозоль, нагреваемый токоприемником может быть размещен в полости 14 конструкции 10 для индукционного нагрева. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, токоприемник 11 представляет собой трубчатый токоприемник 11, при этом трубчатый токоприемник определяет полость 14 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль.
Датчик 13 температуры предусмотрен в тепловом контакте с токоприемником 11. Как результат, датчик 13 температуры может использоваться для измерения температуры токоприемника 11. Измерение температуры токоприемника 11 может быть осуществлено, когда изменяющийся электрический ток не протекает через индукционную катушку 12. В частности, может быть исключено измерение температуры токоприемника 11, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку 12. Данный способ повышает точность измерения температуры токоприемника 11, поскольку токи, которые могут индуцироваться в датчике 13 температуры магнитным полем, генерируемым индукционной катушкой 12, минимизированы. Такие индуцированные токи могут привести к ошибочным измерениям температуры токоприемника 11.
На фиг. 3 показана конструкция 10 для индукционного нагрева, содержащая первый токоприемник 11 и второй токоприемник 15. Конструкция 10 для индукционного нагрева также содержит первую индукционную катушку 12 и вторую индукционную катушку 16. Первая индукционная катушка 12 выполнена с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку 12. Вторая индукционная катушка 16 выполнена с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку 16. Первый токоприемник 11 расположен относительно первой индукционной катушки 12 таким образом, что первый токоприемник 11 является нагреваемым посредством проникновения первого изменяющегося магнитного поля. Второй токоприемник 15 расположен относительно второй индукционной катушки 16 таким образом, что второй токоприемник 15 является нагреваемым посредством проникновения второго изменяющегося магнитного поля. Следовательно, когда первый токоприемник 11 нагревается посредством проникновения первого изменяющегося магнитного поля, субстрат, образующий аэрозоль может быть нагрет первым токоприемником 11. Подобным образом, когда второй токоприемник 15 нагревается посредством проникновения второго изменяющегося магнитного поля, субстрат, образующий аэрозоль может быть нагрет вторым токоприемником 15.
Датчик температуры согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 3, содержит первый датчик 13 температуры и второй датчик 17 температуры. Первый датчик 13 температуры предусмотрен в тепловом контакте с первым токоприемником 11. Как результат, первый датчик 13 температуры может использоваться для измерения температуры первого токоприемника 11. Измерение температуры первого токоприемника 11 может быть осуществлено, когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку 12. В частности, может быть исключено измерение температуры первого токоприемника 11, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку 12.
Второй датчик 17 температуры предусмотрен в тепловом контакте со вторым токоприемником 15. Как результат, второй датчик 17 температуры может использоваться для измерения температуры второго токоприемника 15. Измерение температуры второго токоприемника 15 может быть осуществлено, когда второй изменяющийся электрический ток не протекает через вторую индукционную катушку 16. В частности, может быть исключено измерение температуры второго токоприемника 15, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку 16.
Данный способ повышает точность измерений температур первого токоприемника 11 и второго токоприемник 15, поскольку токи, которые могут индуцироваться в первом датчике 13 температуры и втором датчике 17 температуры первым и вторым магнитными полями, соответственно, генерируемыми первой индукционной катушкой 12 и второй индукционной катушкой 16, минимизированы. Такие индуцированные токи могут привести к ошибочным измерениям температур первого токоприемника 11 и второго токоприемника 15.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, первый токоприемник 11 представляет собой трубчатый токоприемник, при этом токоприемник определяет первую часть 14 полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Подобным образом, второй токоприемник 15 представляет собой трубчатый токоприемник, при этом токоприемник определяет вторую часть 18 полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 3, обеспечивает выборочный нагрев первого токоприемника 11 и второго токоприемника 15. Такое выборочный нагрев обеспечивает нагрев конструкцией 10 для индукционного нагрева разных частей субстрата, образующего аэрозоль в разные моменты времени, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в первой части 14 и второй части 18 полости, и может обеспечить нагрев одного из токоприемников 11, 15 до температуры, отличной от другого токоприемника 15, 11. Такие температуры могут быть преимущественно измерены посредством использования способа, показанного на фиг. 1.
На фиг. 4 показана конструкция 10 для индукционного нагрева, содержащая единственный токоприемник 11, имеющий первый участок 111 и второй участок 112. Конструкция 10 для индукционного нагрева также содержит первую индукционную катушку 12 и вторую индукционную катушку 16. Первая индукционная катушка 12 выполнена с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку 12. Вторая индукционная катушка 16 выполнена с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку 16. Первый участок 111 расположен относительно первой индукционной катушки 12 таким образом, что первый участок 111 является нагреваемым посредством проникновения первого изменяющегося магнитного поля. Второй участок 112 расположен относительно второй индукционной катушки 16 таким образом, что второй участок 112 является нагреваемым посредством проникновения второго изменяющегося магнитного поля. Следовательно, когда первый участок 111 нагревается посредством проникновения первого изменяющегося магнитного поля, субстрат, образующий аэрозоль может быть нагрет первым участком 111. Подобным образом, когда второй участок 112 нагревается посредством проникновения второго изменяющегося магнитного поля, субстрат, образующий аэрозоль может быть нагрет вторым участком 112.
Датчик температуры согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 4, содержит первый датчик 13 температуры и второй датчик 17 температуры. Первый датчик 13 температуры предусмотрен в тепловом контакте с первым участком 111. Как результат, первый датчик 13 температуры может использоваться для измерения температуры первого участка 111. Измерение температуры первого участка 111 может быть осуществлено, когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку 12. В частности, может быть исключено измерение температуры первого участка 111, когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку 12.
Второй датчик 17 температуры предусмотрен в тепловом контакте со вторым участком 112. Как результат, второй датчик 17 температуры может использоваться для измерения температуры второго участка 112. Измерение температуры второго участка 112 может быть осуществлено, когда второй изменяющийся электрический ток не протекает через вторую индукционную катушку 16. В частности, может быть исключено измерение температуры второго участка 112, когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку 16.
Данный способ повышает точность измерений температур первого участка 111 и второго участка 112 токоприемника 11, поскольку токи, которые могут индуцироваться в первом датчике 13 температуры и втором датчике 17 температуры первым и вторым магнитными полями, соответственно, генерируемыми первой индукционной катушкой 12 и второй индукционной катушкой 16, минимизированы. Такие индуцированные токи могут привести к ошибочным измерениям температур первого участка 111 и второго участка 112.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, токоприемник 11 представляет собой трубчатый токоприемник, при этом трубчатый токоприемник определяет полость 14 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 4, обеспечивает выборочный нагрев первого участка 111 и второго участка 112. Такое выборочный нагрев обеспечивает нагрев конструкцией 10 для индукционного нагрева разных частей субстрата, образующего аэрозоль в разные моменты времени, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 14, и может обеспечить нагрев одного из участков 111, 112 до температуры, отличной от другого участка 112, 111. Такие температуры могут быть преимущественно измерены посредством использования способа, показанного на фиг. 1.
На фиг. 5 представлен более подробно тепловой контакт между датчиком 13 температуры и токоприемником 11. В частности, датчик 13 температуры согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 5, представляет собой термопару 131. Термопара 131 содержит первый провод 132 термопары и второй провод 133 термопары. Первый провод 132 термопары проходит от первого ближнего конца 136 в первому дальнему концу (не показан). Первый провод 133 термопары проходит от второго ближнего конца 137 ко второму дальнему концу (не показан). Первый ближний конец 136 соединен со вторым ближним концом 137, образуя соединение 138 в тепловом контакте с токоприемником 11. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, соединение 138 находится в тепловом контакте с токоприемником 11 посредством сварочной точки 139.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, первый провод 132 термопары имеет первый диаметр D1, и второй провод 133 термопары имеет второй диаметр D2. Первый диаметр D1 и второй диаметр D2 составляют от приблизительно 5 микрометров до приблизительно 100 микрометров, предпочтительно от приблизительно 45 микрометров до приблизительно 55 микрометров. Такие диаметры D1, D2 могут способствовать быстрой стабилизации температуры первого провода 132 термопары и второго провода 133 термопары.
На фиг. 5 первый провод 132 термопары окружен первым электроизоляционным слоем 134, и второй провод 133 термопары окружен вторым электроизоляционным слоем 135. Первый электроизоляционный слой 134 имеет первую толщину t1, и второй электроизоляционный слой 135 имеет вторую толщину t2. Такие толщины t1, t2 составляют от приблизительно 2 микрометров до приблизительно 10 микрометров, что может способствовать достижению быстрой стабилизации температуры в первом проводе 132 термопары и втором проводе 133 термопары.
Первый электроизоляционный слой 134 и второй электроизоляционный слой 135 согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 5, содержат парилен. Подобным образом, первый провод 132 термопары содержит хромель, и второй провод 133 термопары содержит алюмель.
На фиг. 5, токоприемник 11 содержит теплоизолятор 19, расположенный таким образом, чтобы обеспечивать теплоизоляцию токоприемника 11 от первого провода 132 термопары и второго провода 133 термопары. Данная конструкция может способствовать обеспечению того, что термопара 131 находится в тепловом контакте с токоприемником 11 только посредством соединения 138 и сварочной точки 139. Это может также улучшить точность измерения температуры токоприемника 11.
На фиг. 6, датчик 13 температуры представляет собой терморезистивное устройство 139. Терморезистивное устройство 139 содержит резистивный элемент 140, сопротивление которого увеличивается при возрастании его температуры. Проводка 141 предусмотрена для соединения резистивного элемент 139 с измерительным устройством, выполненным с возможностью измерения сопротивления контура, образованного из резистивного элемента 140 и проводки 141.
Между сопротивлением резистивного элемента 140 и температурой резистивного элемента 140 может быть установлена корреляция. Таким образом, температура резистивного элемента 140, которая соответствует температуре токоприемника 11 в тепловом контакте с резистивным элементом 140, может быть получена посредством измерения сопротивления резистивного элемента 140. Резистивный элемент 140 предпочтительно образован из металла. Более предпочтительно, резистивный элемент 140 содержит по меньшей мере одно из платины и никеля.
Проводка 141 может быть выполнена таким образом, что сопротивление контура, образованного из резистивного элемента 140 и проводка 141 является по существу таким же, как и сопротивление резистивного элемента 141. Перефразируя, конфигурация проводки 141 может снижать ошибку в измерении сопротивления резистивного элемента 140.
В примере проводка 141 содержит два провода, соединяющих противоположные концы резистивного элемента 141 с измерительным устройством. В данном примере, сопротивление контура, образованного из резистивного элемента 140 и проводки 141, равно сопротивлению резистивного элемента 141 плюс сопротивление каждого из двух проводов. Это может привести к тому, что температура, измеренная терморезистивным устройством 139 больше, чем температура резистивного элемента 140, которая соответствует температуре токоприемника 11.
В другом примере проводка 141 содержит три провода. Два провода соединяют один конец резистивного элемента 141 с измерительным устройством. Оставшийся провод соединяет противоположный конец резистивного элемента 141 с измерительным устройством. Три провода проводки 141 могут быть одинаковыми с точки зрения материала и длины. Такие три провода могут иметь одинаковое сопротивление. Сопротивление контура, образованного из резистивного элемента 140 и проводки 141, может измерено исключительно посредством двух проводов на одном и том же конце резистивного элемента 140. Такое первое измерение будет указывать общее сопротивление этих двух проводов. Подобным образом, сопротивление контура, образованного из резистивного элемента 140 и проводки 141, может измерено посредством провода противоположном конце резистивного элемента 140 и одного из других двух проводов. Такое второе измерение будет указывать сопротивление резистивного элемента 140 плюс общее сопротивление двух проводов, используемых для измерения. Когда сопротивление трех проводов является одинаковым, более точное измерение сопротивления резистивного элемента 140 может быть получено посредством вычитания значения первого измерения из значения второго измерения.
Другие конфигурации проводки 141, известные в уровне техники, такие как проводка 141, содержащая четыре провода, также могут быть использованы в настоящем изобретении.
На фиг. 7 и 8 показаны схематические сечения устройства 200, генерирующего аэрозоль, и изделия 300, генерирующего аэрозоль.
Устройство 200, генерирующее аэрозоль содержит по существу цилиндрический корпус 202 устройства, с формой и размером, подобными традиционной сигарете.
Устройство 200, генерирующее аэрозоль дополнительно содержит блок 206 питания, в форме перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 208 в форме печатной платы, содержащий микропроцессор, электрический разъем 209, и конструкцию 10 для индукционного нагрева. В варианте осуществления, показанном на фиг. 7 и 8, конструкция 10 для индукционного нагрева является подобной конструкции, показанной на фиг. 3. Однако, могут использоваться другие конструкции для индукционного нагрева. В частности, могут использоваться конструкции для индукционного нагрева, содержащие одну индукционную катушку и один токоприемник. Альтернативно могут использоваться конструкции для индукционного нагрева, содержащие более двух индукционных катушек и более двух токоприемников. В качестве предпочтительной альтернативы могут использоваться конструкции для индукционного нагрева, содержащие один токоприемник, две индукционных катушки и два датчика температуры, в частности, может использоваться конструкция для индукционного нагрева, показанная на фиг. 4.
Все из блока 206 питания, контроллера 208 и конструкции 10 для индукционного нагрева размещены внутри корпуса 202 устройства. Конструкция 10 для индукционного нагрева устройства 200, генерирующего аэрозоль, расположена на ближнем конце устройства 200. Электрический разъем 209 расположен на дальнем конце корпуса 202 устройства.
В контексте данного документа термин «ближний» означает пользовательский конец, или мундштучный конец устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, представляет собой конец компонента, ближайший к пользовательскому концу, или мундштучному концу устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу.
Контроллер 208 выполнен с возможностью управления подачей питания от блока 206 питания к конструкции 10 для индукционного нагрева. Контроллер 208 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий усилитель мощности класса D. Контроллер 208 также выполнен с возможностью управления перезарядкой блока 206 питания от электрического разъема 209. Контроллер 208 дополнительно содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, что пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, размещенном в полости 14, 18.
Конструкция 10 для индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку 12 и вторую индукционную катушку 16. Конструкция 10 для индукционного нагрева также содержит первый токоприемник 11 и второй токоприемник 15. Как описано для фиг. 3, первый токоприемник 11 представляет собой трубчатый токоприемник, при этом токоприемник определяет первую часть 14 полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Подобным образом, второй токоприемник 15 представляет собой трубчатый токоприемник, при этом токоприемник определяет вторую часть 18 полости для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Первая 12 и вторая 16 индукционные катушки также являются трубчатыми в варианте осуществления, показанном на фиг. 7 и 8, и они расположены концентрически вокруг, соответственно, первого токоприемника 11 и второго токоприемника 15.
Первая индукционная катушка 12 соединена с контроллером 208 и блоком 206 питания, и контроллер 208 выполнен с возможностью подачи первого изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 12. Когда первый изменяющийся электрический ток подается на первую индукционную катушку 12, первая индукционная катушка 12 генерирует первое изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первый токоприемник 11 посредством индукции.
Вторая индукционная катушка 16 соединена с контроллером 208 и блоком 208 питания, и контроллер 208 выполнен с возможностью подачи второго изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 16. Когда второй изменяющийся электрический ток подается на вторую индукционную катушку 16, вторая индукционная катушка 16 генерирует второе изменяющееся магнитное поле, которое нагревает второй токоприемник 15 посредством индукции.
Конструкция 10 для индукционного нагрева содержит первый датчик 13 температуры в тепловом контакте с первым токоприемником 11. Конструкция 10 для индукционного нагрева содержит второй датчик 17 температуры в тепловом контакте со вторым токоприемником 15. Первый 13 и второй 17 датчики температуры могут использоваться для, соответственно, измерения температур первого токоприемника 11 и второго токоприемника 15, как описано для фиг. 3.
Корпус 202 устройства также определяет впускное отверстие 280 для воздуха в непосредственной близости к дальнему концу полости 14, 18 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Впускное отверстие 280 для воздуха выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в корпус 202 устройства. Пути потока воздуха определены через устройство для обеспечения втягивания воздуха из впускного отверстия 280 для воздуха в полость 14, 18.
Изделие 300, генерирующее аэрозоль в целом предусмотрено в форме цилиндрического стержня, имеющего такой же диаметр, как и внутренний диаметр полости 14, 18 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Изделие 300, генерирующее аэрозоль содержит цилиндрическую ацетилцеллюлозную заглушку 304 фильтра и цилиндрический сегмент 310, генерирующий аэрозоль, обернутые вместе наружной оберткой 320 из сигаретной бумаги.
Заглушка 304 фильтра расположена на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, и образует мундштук системы, генерирующей аэрозоль, на котором пользователь делает затяжку для получения аэрозоля, сгенерированного системой.
Сегмент 310, генерирующий аэрозоль расположен на дальнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, и имеет длину, по существу равную длине полости 14, 18. Сегмент 310, генерирующий аэрозоль содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, включая: первый субстрат 312, образующий аэрозоль на дальнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, и второй субстрат 314, образующий аэрозоль, на ближнем конце сегмента 210, генерирующего аэрозоль, смежно с первым субстратом 312, образующим аэрозоль. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления две или более единиц субстрата, образующего аэрозоль могут быть образованы из одинаковых материалов. Однако в данном варианте осуществления каждая из единиц субстрата 312, 314, образующего аэрозоль, отличается. Первый субстрат 312, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, без дополнительных вкусоароматических веществ. Второй субстрат 314, образующий аэрозоль, содержит собранный и гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий вкусоароматическое вещество в форме ментола. В других примерах субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вкусоароматическое вещество в форме ментола, и не содержать табачного материала или любого другого источника никотина. Каждая из единиц субстрата 312, 314, образующего аэрозоль, может также содержать дополнительные компоненты, например, одно или более веществ для образования аэрозоля и воду, таким образом, нагревание субстрата, образующего аэрозоль, генерирует аэрозоль с необходимыми органолептическими свойствами.
Ближний конец субстрата 312, образующего аэрозоль, является открытым, поскольку он не покрыт наружной оберткой 320. Наружная обертка 320 содержит линию перфорационных отверстий 322, окружающих изделие 300, генерирующее аэрозоль, на границе между первым субстратом, образующим аэрозоль 312, и вторым субстратом, образующим аэрозоль 314. Перфорационные отверстия 322, обеспечивают втягивание воздуха в сегмент 310, генерирующий аэрозоль.
В данном варианте осуществления первый субстрат 312, образующий аэрозоль, и второй субстрат 314, образующий аэрозоль, расположены конец к концу. Однако предполагается, что в других вариантах осуществления между первым субстратом 312, образующим аэрозоль, и вторым субстратом 314, образующим аэрозоль, может быть предусмотрена перегородка.
На фиг. 9 показано изделие, генерирующее аэрозоль, подобное изделию, показанному на фиг. 7 и 8. Однако заглушка 304 фильтра представляет собой фильтр 304 в сборе в форме стержня. Фильтр 304 в сборе содержит три сегмента: охлаждающий сегмент 307, фильтрующий сегмент 309 и сегмент 311 на мундштучном конце. В варианте осуществления, показанном на фиг. 9, охлаждающий сегмент 307 расположен смежно со вторым субстратом 314, образующим аэрозоль, между вторым субстратом 314, образующим аэрозоль, и фильтрующим сегментом 309, таким образом, охлаждающий сегмент 307 находится во взаимном примыкании со вторым субстратом 314, образующим аэрозоль, и фильтрующим сегментом 309. В других примерах может быть предусмотрена перегородка между вторым субстратом 314, образующим аэрозоль, и охлаждающим сегментом 307 и между охлаждающим сегментом 307 и фильтрующим сегментом 309. Фильтрующий сегмент 309 расположен между охлаждающим сегментом 307 и сегментом 311 на мундштучном конце. Сегмент 311 на мундштучном конце расположен в направлении ближнего конца изделия 300, смежно с фильтрующим сегментом 309. В варианте осуществления, показанном на фиг. 9, фильтрующий сегмент 309 находится во взаимном примыкании с сегментом 311 на мундштучном конце. В одном примере общая длина фильтра 304 в сборе составляет от 37 миллиметров до 45 миллиметров, более предпочтительно общая длина фильтра 304 в сборе составляет 41 миллиметр.
В одном примере согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 9, сегмент 310, генерирующий аэрозоль, имеет длину от 34 миллиметров до 50 миллиметров, более предпочтительно сегмент 310, генерирующий аэрозоль имеет длину от 38 миллиметров до 46 миллиметров, еще более предпочтительно сегмент 310, генерирующий аэрозоль, имеет длину 42 миллиметра.
В одном примере согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 9, общая длина изделия 300 составляет от 71 миллиметра до 95 миллиметров, более предпочтительно общая длина изделия 300 составляет от 79 миллиметров до 87 миллиметров, еще более предпочтительно общая длина изделия 300 составляет 83 миллиметра.
В одном примере охлаждающий сегмент 307 представляет собой кольцевую трубку и образует воздушный зазор внутри охлаждающего сегмента 307. Воздушный зазор обеспечивает камеру для прохождения нагретых испаренных компонентов, генерируемых из сегмента 310, генерирующего аэрозоль. Охлаждающий сегмент 307 является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но тем не менее достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства, и пока изделие 300 используется во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль. В одном примере толщина стенки охлаждающего сегмента 307 составляет приблизительно 0,29 миллиметров.
Охлаждающий сегмент 307 обеспечивает физическое смещение между сегментом 310, генерирующим аэрозоль, и фильтрующим сегментом 309. Физическое смещение, обеспечиваемое охлаждающим сегментом 307, будет обеспечивать перепад температур по длине охлаждающего сегмента 307. В одном примере охлаждающий сегмент 307 выполнен с возможностью обеспечения разницы температур, составляющей по меньшей мере 40 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, входящим в дальний конец охлаждающего сегмента 307, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из проксимального конца охлаждающего сегмента 307. В одном примере охлаждающий сегмент 307 выполнен с возможностью обеспечения разницы температур, составляющей по меньшей мере 60 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, входящим в дальний конец охлаждающего сегмента 307, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из проксимального конца охлаждающего сегмента 307. Данная разница температур по длине охлаждающего элемента 307 защищает чувствительный к температуре фильтрующий сегмент 309 от высоких температур аэрозоля, образованного из сегмента 310, генерирующего аэрозоль.
В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 9, длина охлаждающего сегмента 307 составляет по меньшей мере 15 миллиметров. В одном примере, длина охлаждающего сегмента 307 составляет от 20 миллиметров до 30 миллиметров, более конкретно от 23 миллиметров до 27 миллиметров, более конкретно от 25 миллиметров до 27 миллиметров и более конкретно 25 миллиметров.
Охлаждающий сегмент 307 выполнен из бумаги, что означает, что он состоит из материала, который не генерирует соединения, вызывающие опасения. В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 9, охлаждающий сегмент 307 изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая обеспечивает полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способный удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, внешнего диаметра, округлости и прямолинейности трубки. В другом примере охлаждающий сегмент 307 представляет собой углубление образованное из жесткой фицеллы или ободковой бумаги. Жесткая фицелла или ободковая бумага изготавливаются такими, чтобы иметь достаточную жесткость, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства, и пока изделие 300 используется во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль.
Для каждого из примеров охлаждающего сегмента 307 точность размеров охлаждающего сегмента является достаточной, чтобы удовлетворять требованиям к точности размеров при высокоскоростном производственном процессе.
Фильтрующий сегмент 309 может быть образован любым фильтрующим материалом, достаточным для удаления одного или более летучих соединений из нагретых испаренных соединений из сегмента 310, генерирующего аэрозоль. В одном примере изделия 300 по фиг. 9, фильтрующий сегмент 309 изготовлен из моноацетатного материала, такого как ацетилцеллюлоза. Фильтрующий сегмент 309 обеспечивает охлаждение и снижение раздражения от нагретых испаренных компонентов без исчерпания количества нагретых испаренных компонентов до неудовлетворительного уровня для пользователя.
Плотность материала ацетилцеллюлозного штранга фильтрующего сегмента 309 управляет перепадом давления по фильтрующему сегменту 309, который в свою очередь управляет сопротивлением затяжке изделия 300. Следовательно, выбор материала фильтрующего сегмента 309 является важным в управлении сопротивлением затяжке изделия 300. В дополнение фильтрующий сегмент выполняет функцию фильтрации в изделии 300.
Наличие фильтрующего сегмента 309 обеспечивает изоляционный эффект посредством обеспечения дополнительного охлаждения для нагретых испаренных компонентов, которые выходят из охлаждающего сегмента 307. Данный эффект дополнительного снижает температуру контакта губ пользователя на поверхности фильтрующего сегмента 309.
Один или более ароматизаторов могут быть добавлены в фильтрующий сегмент 309 в форму как прямого введения ароматизированных жидкостей в фильтрующий сегмент 309, либо путем встраивания или размещения одной или нескольких ароматизированных разрушаемых капсул или других носителей ароматизатора внутри ацетилцеллюлозного штранга фильтрующего сегмента 309. В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 9, фильтрующий сегмент 309 имеет длину от 6 миллиметров до 10 миллиметров, более предпочтительно 8 миллиметров.
Сегмент 311 на мундштучном конце представляет собой кольцевую трубку и определяет воздушный зазор внутри сегмента 311 на мундштучном конце. Воздушный зазор обеспечивает камеру для нагретых испаренных компонентов, которые проходят из фильтрующего сегмента 309. Сегмент 311 на мундштучном конце является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но тем не менее достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства, и пока изделие используется во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль. В одном примере толщина стенки сегмента 311 на мундштучном конце составляет приблизительно 0,29 миллиметра.
В одном примере длина сегмента 311 на мундштучном конце составляет от 6 миллиметров до 10 миллиметров и более предпочтительно 8 миллиметров.
Сегмент 311 на мундштучном конце может быть изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая обеспечивает полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет критическую механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способны удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, внешнего диаметра, округлости и прямолинейности трубки.
Сегмент 311 на мундштучном конце обеспечивает функцию предотвращения вхождения любого жидкого конденсата, который скапливается на выходе фильтрующего сегмента 309, в непосредственный контакт с пользователем.
Следует понимать, что в одном примере сегмент 311 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 307 могут быть образованы из единой трубки, а фильтрующий сегмент 309 расположен внутри трубки, разделяя сегмент 311 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 307.
В изделии 300, показанном на фиг. 9, вентиляционные отверстия 317 расположены в охлаждающем сегменте 307 с целью охлаждения изделия 300. В одном примере вентиляционные отверстия 317 предусматривают один или более рядов отверстий, и предпочтительно каждый ряд отверстий расположен по окружности вокруг изделия 300, в поперечном сечении он по существу перпендикулярен продольной оси изделия 300.
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 9, предусмотрено от одного до четырех рядов вентиляционных отверстий 317 для обеспечения вентиляции для изделия 300. Каждый ряд вентиляционных отверстий 317 может иметь от 12 до 36 вентиляционных отверстий 317. Вентиляционные отверстия 317 могут, например, иметь диаметр от 100 до 500 микрометров. В одном примере осевое разделение между рядами вентиляционных отверстий 317 составляет от 0,25 миллиметров до 0,75 миллиметров, более предпочтительно осевое разделение между рядами вентиляционных отверстий 317 составляет 0,5 миллиметров.
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 9, вентиляционные отверстия 317 имеют одинаковый размер. В другом примере вентиляционные отверстия 317 разного размера. Вентиляционные отверстия могут быть выполнены с использованием любой подходящей методики, например, одной или более из следующих методик: лазерной технологии, механической перфорации охлаждающего сегмента 307 или предварительной перфорации охлаждающего сегмента 307 перед его формированием в изделие 300. Вентиляционные отверстия 317 расположены таким образом, чтобы обеспечивать эффективное охлаждение для изделия 300.
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 9, ряды вентиляционных отверстий 317 расположены по меньшей мере на расстоянии 11 миллиметров от ближнего конца изделия 300, более предпочтительно вентиляционные отверстия 317 расположены на расстоянии от 17 миллиметров до 20 миллиметров от ближнего конца изделия 300. Местоположение вентиляционных отверстий 317 расположено таким образом, что пользователь не блокирует вентиляционные отверстия 317, когда изделие 300 находится в использовании.
Преимущественно обеспечение рядов вентиляционных отверстий на расстоянии от 17 миллиметров до 20 мм от ближнего конца устройства 300 позволяет вентиляционным отверстиям 317 быть расположенными снаружи устройства 200, генерирующего аэрозоль, когда изделие 300 полностью вставлено в устройство 200, генерирующее аэрозоль. Благодаря расположению вентиляционных отверстий 317 снаружи устройства 200 ненагретый воздух может входить в изделие 300 через вентиляционные отверстия снаружи устройства 200 с целью охлаждения изделия 300.
Длина охлаждающего сегмента 307 является такой, что охлаждающий сегмент 307 будет частично вставлен в устройство 200, когда изделие 300 полностью вставлено в устройство 200.
Как показано на фиг. 8, длина первого субстрата 312, образующего аэрозоль, является такой, что первый субстрат 312, образующий аэрозоль проходит от дальнего конца полости 14, 18 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль, вдоль первой части 14 полости. Длина второго субстрата 314, образующего аэрозоль, является такой, что второй субстрат 314, образующий аэрозоль, проходит вдоль второй части 18 полости до ближнего конца полости 14, 18.
При использовании, когда изделие 300, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 14, 18, пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного системой, генерирующей аэрозоль. Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, воздух втягивается в корпус 202 устройства на впускном отверстии 280 для воздуха, и втягивается в сегмент 310, генерирующий аэрозоль, изделия 300, генерирующего аэрозоль. Воздух втягивается в ближний конец первого субстрата 312, образующего аэрозоль, и в ближний конец второго субстрата 314, образующий аэрозоль.
В данном варианте осуществления контроллер 208 устройства 200, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью подачи питания на индукционные катушки 12, 16 конструкции 10 для индукционного нагрева в заданной последовательности. Заданная последовательность предусматривает подачу первого изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 12 во время первой затяжки от пользователя затем подачу второго изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 16 во время второй затяжки от пользователя, после того, как первая затяжка была завершена. На третьей затяжке последовательность начинается снова на первой индукционной катушке 12. Данная последовательность приводит к нагреву первого субстрата 312, образующего аэрозоль, на первой затяжке и к нагреву второго субстрата 314, образующего аэрозоль, на второй затяжке. Поскольку все единицы субстрата 312, 314, образующего аэрозоль, изделия 300 являются разными, данная последовательность приводит к разным ощущениям для пользователя на каждой затяжке на системе, генерирующей аэрозоль.
Измерение температуры первого токоприемника 11 может быть осуществлено во время второй затяжки от пользователя, то есть когда первый изменяющийся электрический ток не протекает через первую индукционную катушку 12. Подобным образом, может быть исключено измерение температуры первого токоприемника 11 во время первой затяжки от пользователя, то есть когда первый изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку 12.
Измерение температуры второго токоприемника 15 может быть осуществлено во время первой затяжки от пользователя, то есть когда второй изменяющийся электрический ток не протекает через вторую индукционную катушку 16. Подобным образом, может быть исключено измерение температуры второго токоприемника 15 во время второй затяжки от пользователя, то есть когда второй изменяющийся электрический ток протекает через вторую индукционную катушку 16.
Данный способ повышает точность измерений температур первого токоприемника 11 и второго токоприемника 15.
В примере согласно этому варианту осуществления первый датчик 13 температуры представляет собой термопару 131, как показано на фиг. 5. В другом примере, первый датчик 13 температуры представляет собой терморезистивное устройство 139, как показано на фиг. 6. В другом примере второе устройство 17 температуры представляет собой термопару 131. В другом примере, второй датчик 17 температуры представляет собой терморезистивное устройство 139.