УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR SMOKING MATERIAL HEATING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для нагревания курительного материала, используемому для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, к системам, включающим в себя такое устройство и курительные элементы, содержащие курительный материал, и к способам нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и т.п., применяется процесс сжигания табака для создания табачного дыма. Предпринимались попытки создания альтернативных средств, в которых генерирование вдыхаемой среды осуществляется без использования процесса сжигания. Примерами таких продуктов являются так называемые устройства для нагрева без сжигания, или устройства для нагрева табака или табаконагревательные устройства, процесс генерирования дыма в которых осуществляется не путем сжигания, а с помощью нагрева исходного материала. В качестве материала могут использоваться табачные или другие нетабачные продукты, которые могут содержать, а могут и не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается устройство нагревания курительного материала для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, включающее в себя: зону нагрева, в которую помещается по меньшей мере часть элемента, содержащего курительный материал; выпускное отверстие для выхода испаренных компонентов курительного материала из зоны нагрева в область снаружи устройства, когда курительный элемент во время работы устройства нагревается в зоне нагрева; нагревательный элемент, нагреваемый за счет воздействия изменяющегося магнитного поля с целью нагревания зоны нагрева, первая часть которого расположена между второй частью нагревательного элемента и выпускным отверстием, причем вторая часть нагревательного элемента во время работы нагревается за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента; и магнитный генератор для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое воздействует на первую часть нагревательного элемента и не воздействует на вторую часть нагревательного элемента.
В одном из возможных вариантов реализации устройство не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникало бы во вторую часть нагревательного элемента.
В одном из возможных вариантов реализации вторая часть нагревательного элемента во время работы нагревается исключительно за счет теплопроводности.
В одном из возможных вариантов реализации нагревательный элемент выступает внутрь зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации нагревательный элемент расположен по меньшей мере частично вокруг зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации магнитный генератор содержит винтовую обмотку, которая окружает только первую часть нагревательного элемента.
В одном из возможных вариантов реализации магнитный генератор зафиксирован относительно нагревательного элемента.
В одном из возможных вариантов реализации первая часть нагревательного элемента меньше или короче второй части нагревательного элемента.
В одном из возможных вариантов реализации нагревательный элемент содержит нагреваемый материал, включающий в себя один или несколько материалов, выбираемых из группы, в которую входят электропроводный материал, магнитный материал и магнито-электропроводный материал.
В одном из возможных вариантов реализации нагревательный элемент содержит нагреваемый материал, представляющий собой металл или металлический сплав.
В одном из возможных вариантов реализации нагревательный элемент содержит нагреваемый материал, включающий в себя один или несколько материалов, выбираемых из группы, в состав которой входят: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводный углерод, графит, нелегированная углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза.
В одном из возможных вариантов реализации первая часть нагревательного элемента выполнена из первого материала, а вторая часть нагревательного элемента выполнена из второго материала, отличающегося от первого материала.
В одном из возможных вариантов реализации устройство предназначено для нагревания нежидкого курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
В одном из возможных вариантов реализации устройство предназначено для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без горения курительного материала.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предлагается устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, включающее в себя: зону нагрева, в которую помещается по меньшей мере часть элемента, содержащего курительный материал; выпускное отверстие для выхода испаренных компонентов курительного материала из зоны нагрева в область снаружи устройства, когда курительный элемент во время работы устройства нагревается в зоне нагрева, причем первая часть зоны нагрева расположена между второй частью зоны нагрева и выпускным отверстием; и магнитный генератор для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое воздействует на первую часть зоны нагрева и не воздействует на вторую часть зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации устройство не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое воздействовало бы на вторую часть зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации магнитный генератор содержит винтовую обмотку, которая окружает только первую часть зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации первая часть зоны нагрева меньше или короче второй части зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации устройство выполнено таким образом, что курительный элемент вставляется во вторую часть зоны нагрева через первую часть зоны нагрева.
В одном из возможных вариантов реализации устройство предназначено для нагревания нежидкого курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
В одном из возможных вариантов реализации устройство предназначено для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без горения курительного материала.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предлагается система для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, включающая в себя: курительный элемент, содержащий курительный материал, и нагревательный элемент, нагреваемый за счет воздействия изменяющегося магнитного поля с целью нагревания курительного материала; и устройство, содержащее: зону нагрева, в которую вставляется по меньшей мере часть курительного элемента; выпускное отверстие для выхода испаренных компонентов курительного материала из зоны нагрева, когда курительный элемент во время работы устройства нагревается в зоне нагрева; и магнитный генератор для генерирования изменяющегося магнитного поля, воздействующего на первую часть нагревательного элемента, расположенную между второй частью нагревательного элемента и выпускным отверстием, и не воздействует на вторую часть нагревательного элемента, когда курительный элемент расположен в зоне нагрева во время работы.
В одном из возможных вариантов реализации устройство системы согласно третьему аспекту представляет собой устройство согласно второму аспекту. Устройство системы согласно третьему аспекту может содержать один или несколько вышеописанных отличительных признаков, характерных для соответствующих вариантов реализации устройства по второму аспекту.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предлагается способ нагревания курительного материала для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, включающий в себя:
обеспечение нагревательного элемента, нагреваемого за счет воздействия на него изменяющегося магнитного поля; обеспечение курительного материала, находящегося в тепловом контакте с нагревательным элементом; воздействие изменяющегося магнитного поля на первую часть нагревательного элемента при отсутствии воздействия указанного поля на вторую часть нагревательного элемента, в результате чего происходит нагрев первой части нагревательного элемента и первой части курительного материала; и нагрев второй части нагревательного элемента за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента, с целью нагрева второй части курительного материала.
Краткое описание чертежей
Ниже будет приведено подробное описание различных вариантов реализации настоящего изобретения, приводимых лишь в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 – схематичный вид в разрезе примера выполнения устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 2 – схематичный вид в разрезе примера выполнения другого устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 3 – схематичный вид в разрезе примера выполнения другого устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 4 – схематичный вид в разрезе примера выполнения системы, включающей в себя элемент, содержащий курительный материал, и показанное на фиг. 3 устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала; и
на фиг. 5 – блок-схема примера способа нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Осуществление изобретения
Используемый в настоящем описании термин "курительный материал" служит для обозначения материалов, обеспечивающих образование испаренных компонентов при нагревании, как правило, в форме пара или аэрозоля. "Курительный материал" может быть табаконесодержащим материалом или табакосодержащим материалом. "Курительный материал" может, например, включать в себя один или несколько сортов табака как такового, производные табака, экспандированный табак, восстановленный табак, табачный экстракт, гомогенизированный табак или заменители табака. Курительный материал может использоваться в форме молотого табака, резаного табака, экструдированного табака, восстановленного табака, восстановленного курительного материала, жидкости, геля, гелизированного гомогенизированного табака, порошка, агломератов и т.п. "Кроме того, курительный материал" может включать в себя и другие, не содержащие табак продукты, которые, в зависимости от типа продукта, могут содержать или не содержать никотин. "Курительный материал" может содержать одно или несколько увлажняющих веществ, таких как глицерин или пропиленгликоль.
Используемый в настоящем описании термин "нагреваемый материал" или "нагревательный материал" служит для обозначения материала, который может нагреваться посредством воздействия переменного магнитного поля.
Индукционным нагревом называется процесс, при котором электропроводный объект нагревается за счет прохождения сквозь него переменного магнитного поля. Этот процесс описывается законом индукции Фарадея и законом Ома. An индукционный нагреватель может включать в себя электромагнит и устройство для пропускания через электромагнит изменяющегося электрического тока, например, переменного тока. Когда электромагнит и нагреваемый объект соответствующим образом расположены относительно друг друга, таким образом, что получаемое переменное магнитное поле, генерируемое электромагнитом, проходит сквозь объект, в объекте генерируются один или несколько вихревых токов. Объект обладает сопротивлением прохождению электрического тока. Таким образом, когда такие вихревые токи генерируются в объекте, их прохождение внутри объекта с преодолением его электрического сопротивления приводит к нагреванию объекта. Этот процесс называется джоулевым, омическим или резистивным нагревом. Объект, способный индуктивно нагреваться, называется токоприемником.
Было обнаружено, что когда токоприемник выполнен в форме замкнутой цепи, магнитное взаимодействие между токоприемником и используемым электромагнитом усиливается, что приводит к повышению или улучшению джоулева нагрева.
Индукционным нагревом называется процесс, при котором электропроводный объект нагревается за счет прохождения сквозь него переменного магнитного поля. Магнитный материал можно представить в виде материала, содержащего множество атомно-масштабных магнитов или магнитных диполей. При проникновении магнитного поля внутрь такого материала магнитные диполи выравниваются в соответствии с силовыми линиями магнитного поля. Таким образом, когда изменяющееся магнитное поле, например, переменное магнитное поле сгенерированное, например, электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется в соответствии с воздействующим изменяющимся магнитным полем. Такая переориентация магнитных диполей приводит к генерированию тепла в магнитном материале.
Если объект является одновременно электропроводным и магнитным, воздействие на него изменяющегося магнитного поля может приводить к возникновению в нем как джоулева нагрева, так и магнитогистерезисного нагрева. Кроме того, использование магнитного материала может усиливать магнитное поле, что может приводить к усилению джоулева нагрева.
В каждом из вышеописанных процессов тепло не подводится от наружного источника за счет теплопроводности, а генерируется непосредственно внутри самого объекта, и может быть достигнуто быстрое повышение температуры и более равномерное распределение тепла, в частности, за счет выбора подходящего материала и геометрии объекта, а также подходящей величины магнитного поля и его ориентации относительно объекта. Кроме того, поскольку индукционный нагрев и магнитогистерезисный нагрев не требуют наличия физического контакта источника изменяющегося магнитного поля с объектом, доступен более широкий выбор конструктивных решений и управление профилем нагрева, а также возможно снижение стоимости.
На фиг. 1 представлен схематичный вид в разрезе устройства согласно одному из возможных вариантов реализации настоящего изобретения. Устройство 100 предназначено для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала.
Устройство 100 включает в себя зону нагрева 111 для размещения в ней по меньшей мере части элемента, содержащего подвергаемый нагреву курительный материал. Устройство 100 содержит выпускное отверстие 122 для выхода испаренных компонентов курительного материала из зоны нагрева 111 в область снаружи устройства 100, когда элемент во время работы устройства нагревается в зоне нагрева 111. Устройство 100 содержит также нагревательный элемент 115 из нагреваемого материала, который может нагреваться за счет прохождения сквозь него изменяющегося магнитного поля, для нагревания зоны нагрева 111, и магнитный генератор 112 для генерирования изменяющегося магнитного поля во время работы устройства.
Более конкретно, устройство 100 согласно данному варианту реализации содержит корпус 110 и мундштук 120. Мундштук 120 может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как пластик, плотная бумага, ацетилцеллюлоза, бумага, металл, стекло, керамика или резина. Сквозь мундштук 120 проходит канал 122, выполняющий функцию выпускного отверстия 122. Мундштук 120 расположен относительно корпуса 110 таким образом, чтобы закрывать отверстие, ведущее в зону нагрева 111. Когда мундштук 120 так расположен относительно корпуса 110, канал 122 мундштука 120 гидравлически соединен с зоной нагрева 111. Во время работы канал 122 действует как канал для выпуска испаренного материала от элемента, вставленного в зону нагрева 111, в область снаружи устройства 100. В таком варианте реализации мундштук 120 устройства 100 может соединяться с корпусом 110 с возможностью отсоединения, таким образом, чтобы мундштук 120 был соединен с корпусом 110. В других вариантах реализации мундштук 120 и корпус 110 могут быть соединены друг с другом без возможности отсоединения, например, с помощью шарнира или гибкого элемента. В некоторых вариантах реализации, например, в вариантах, в которых курительный элемент сам является частью мундштука, мундштук 120 устройства 100 может отсутствовать. В таких вариантах реализации открытый край зоны нагрева 111 (расположенный с левой стороны на фиг. 1) может выполнять функцию выпускного отверстия.
Устройство 100 может содержать воздушный вход, гидравлически соединяющий зону нагрева 111 с областью снаружи устройства 100. Такой воздушный вход может располагаться в корпусе 110 устройства 100 и/или в мундштуке 120 устройства 100. Потребитель может вдыхать испаренный компонент/компоненты курительного материала путем втягивания через канал 122 мундштука 120. По мере удаления испаренного компонента/компонентов из курительного элемента в зону нагрева 111 может поступать воздух через воздушный вход устройства 100.
В данном варианте реализации корпус 110 содержит зону нагрева 111. В данном варианте реализации зона нагрева 111 представляет собой углубление 111, предназначенное для вставки в него по меньшей мере части курительного элемента. В других вариантах реализации зона нагрева 111 может быть выполнена не в форме углубления, а в другом виде, например, в виде полки, поверхности или выступа, и может требовать механического соединения с курительным элементом для обеспечения взаимодействия с ним или его вставки. В данном варианте реализации зона нагрева 111 является удлиненной, и её форма и размеры рассчитаны на вставку в неё всего курительного элемента. В других вариантах реализации размеры зоны нагрева 111 могут быть таковы, что в неё можно вставлять только часть курительного элемента.
Можно считать, что зона нагрева 111 содержит первую часть 111a и вторую часть 111b, расположенные относительно друг друга таким образом, что первая часть 111a зоны нагрева 111 расположена между второй частью 111b зоны нагрева 111 и выпускным отверстием 122. Зона нагрева 111 и устройство 100 в целом устроены таким образом, что курительный элемент вставляют во вторую часть 111b зоны нагрева 111 через первую часть 111a зоны нагрева 111, когда мундштук 120 отсоединен от корпуса 110 устройства 100.
При таком варианте реализации магнитный генератор 112 содержит источник электроэнергии 113, обмотку 114, устройство 116 для передачи изменяющегося электрического тока, например, переменного тока, на обмотку 114, контроллер 117, и пользовательский интерфейс 118 для управления контроллером 117 потребителем.
Источник электроэнергии 113 в данном варианте реализации представляет собой перезаряжаемый аккумулятор. В других вариантах реализации может использоваться другой источник электроэнергии 113, например, в виде неперезаряжаемой батарейки, конденсатора, аккумулятор-конденсатор или подключение к сети электроснабжения.
Обмотка 114 может быть выполнена в любой подходящей форме. В рассматриваемом варианте реализации обмотка 114 представляет собой спиральную катушку из электропроводного материала, например, из меди. В некоторых вариантах реализации магнитный генератор 112 может содержать магнитопроницаемый сердечник, вокруг которого намотана обмотка 114. Такой магнитопроницаемый сердечник концентрирует магнитный поток, сгенерированный используемой обмоткой 114, и создает более мощное магнитное поле. Магнитопроницаемый сердечник может быть выполнен, например, из железа. В некоторых вариантах реализации магнитопроницаемый сердечник может проходить только частично по длине обмотки 114, концентрируя магнитный поток лишь в определенной области. В некоторых вариантах реализации обмотка может быть плоской. Такая плоская обмотка представляет собой двухмерную спираль.
Из рассмотрения фиг. 1 становится ясно, что в данном варианте реализации нагревательный элемент 115 выступает в зону нагрева 111. Нагревательный элемент 115 имеет длину от первого конца, которым он прикреплен к остальной части корпуса 110, до свободного второго конца. Свободный конец расположен относительно зоны нагрева 111 таким образом, что при вставке курительного элемента в зону нагрева 111 этот свободный конец входит в курительный элемент. В некоторых вариантах реализации свободный конец нагревательного элемента 115 может иметь, например, клиновидную форму для облегчения вхождения свободного конца в курительный элемент. В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 115 выполнен в форме шипа, острого выступа или лезвия.
Нагревательный элемент 115 имеет прямоугольную форму поперечного сечения по плоскости, перпендикулярной его продольной оси. Глубина или толщина нагревательного элемента 115 относительно мала по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 115. Таким образом, данным изменяющимся магнитным полем может нагреваться более значительная часть такого нагревательного элемента 115, чем нагревательного элемента, имеющего относительно большую глубину или толщину по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 115. Благодаря этому обеспечивается более эффективное использование материала. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение затрат. Однако в других вариантах реализации форма поперечного сечения нагревательного элемента 115 может отличаться от прямоугольной; она может быть, например, круглой, эллиптической, кольцевой, звездообразной, многоугольной, квадратной, треугольной, крестообразной или Т-образной. В данном варианте реализации форма поперечного сечения нагревательного элемента 115 является неизменной по длине нагревательного элемента 115. Кроме того, в данном варианте реализации нагревательный элемент 115 является плоским или практически плоским. Можно сказать, что в данном варианте реализации нагревательный элемент 115 представляет собой плоскую пластину. Однако в других вариантах это может быть не так.
В данном варианте реализации обмотка 114 окружает только первую часть 115a нагревательного элемента 115, которая располагается между второй частью 115b нагревательного элемента 115 и выпускным отверстием 122. Иными словами, обмотка 114 не окружает вторую часть 115b нагревательного элемента 115. Магнитный генератор 112 служит для создания изменяющегося магнитного поля, которое проникает в первую часть 115a нагревательного элемента 115 и не затрагивает вторую часть 115b нагревательного элемента 115. Иными словами, изменяющееся магнитное поле не действует на вторую часть 115b нагревательного элемента 115. Действительно, устройство 100 согласно данному варианту реализации не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникало бы во вторую часть 115b нагревательного элемента 115. Нагрев второй части 115b нагревательного элемента 115 во время работы происходит исключительно за счет теплопроводности, т.е. отвода тепла от первой части 115a нагревательного элемента 115.
Таким образом, когда курительный элемент, содержащий курительный материал, расположен в используемой зоне нагрева 111, часть курительного элемента, расположенная ближе к выпускному отверстию 122, нагревается первой за счет тепла, исходящего от первой части 115a нагревательного элемента 115. Это приводит к испарению по меньшей мере одного компонента курительного материала данной части курительного элемента и образованию в ней аэрозоля. Со временем, температура второй части 115b нагревательного элемента 115 повышается за счет теплопроводности от первой части 115a нагревательного элемента 115.
Это приводит к нагреву другой части курительного элемента, расположенной дальше от выпускного отверстия 122, теплом, исходящим от второй части 115b нагревательного элемента 115. Это приводит к началу испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала другой части курительного элемента и образованию в ней аэрозоля. Таким образом, со временем происходит последовательный нагрев курительного элемента, и, соответственно, курительного материала курительного элемента. Это помогает обеспечить формирование аэрозоля и его сравнительно быстрый выход из конца курительного элемента, расположенного относительно близко к выпускному отверстию 122, чтобы потребитель мог его вдохнуть, одновременно обеспечивая зависящий от времени выпуск аэрозоля, таким образом, что формирование и выпуск аэрозоля продолжаются даже после того, как курительный материал первой части курительного элемента прекратил генерирование аэрозоля. Такое прекращение генерирования аэрозоля может происходить в результате израсходования испаряемых компонентов курительного материала первой части курительного элемента.
Когда курительный элемент расположен в зоне нагрева 111, нагревательный элемент 115 находится в тепловом контакте с курительным материалом курительного элемента. Предпочтительно, когда курительный элемент расположен в зоне нагрева 111, нагревательный элемент 115 находится в поверхностном контакте с курительным материалом курительного элемента. Таким образом, тепло может передаваться непосредственно от нагреваемого материала к курительному материалу. В других вариантах реализации нагреваемый материал может не находиться в поверхностном контакте с курительным материалом. Например, в некоторых вариантах реализации, курительный элемент и/или нагревательный элемент 115 могут содержать теплопроводный барьер, не содержащий нагреваемого материала и отделяющий нагреваемый материал от курительного материала используемого курительного элемента. В некоторых вариантах реализации теплопроводный барьер может быть выполнен в виде покрытия на нагреваемом материале. Обеспечение такого барьера может способствовать рассеянию тепла с целью ослабления горячих точек в нагреваемом материале, или способствовать очистке нагревательного элемента 115.
Как было указано выше, зона нагрева 111 содержит первую часть 111a и вторую часть 111b. Первая часть 111a зоны нагрева 111 является той частью, в которую проникает изменяющееся магнитное поле, создаваемое магнитным генератором 112 во время работы. С другой стороны, во вторую часть 111b зоны нагрева 111 изменяющееся магнитное поле во время работы не проникает. Устройство 100 не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникало бы во вторую часть 111b зоны нагрева нагревательного элемента 111. В некоторых случаях, курительный элемент, используемый с устройством 100, может содержать нагревательный элемент из нагреваемого материала, который нагревается за счет прохождения сквозь него изменяющегося магнитного поля. Нагревательный элемент может быть расположен внутри курительного элемента, таким образом, что когда курительный элемент располагается в зоне нагрева 111, первая часть нагревательного элемента курительного элемента расположена в первой части 111a зоны нагрева 111, а вторая часть нагревательного элемента курительного элемента расположена во второй части 111b зоны нагрева 111. Таким образом, может достигаться эффект последовательного нагрева, аналогичный описанному выше, в результате которого во время работы первая часть нагревательного элемента курительного элемента индуктивно нагревается, нагревая при этом первую часть курительного материала в курительном элементе, а нагрев второй части нагревательного элемента курительного элемента происходит за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента курительного элемента, чтобы получить нагрев второй части курительного материала.
В данном варианте реализации обмотка 114 проходит в направлении вдоль продольной оси, практически совпадающей с продольной осью зоны нагрева 111. Совпадающие по направлению оси совпадают друг с другом. В некоторых других вариантах реализации вышеупомянутые совпадающие по направлению оси могут быть расположены параллельно одна другой. Однако в других вариантах реализации вышеупомянутые оси могут располагаться и под углом друг к другу. Кроме того, обмотка 114 проходит в направлении вдоль продольной оси, практически совпадающей с продольной осью нагревательного элемента 115. В других вариантах реализации продольные оси обмотки 114 и нагревательного элемента 115 могут совпадать по направлению и быть расположенными параллельно друг другу, или же могут располагаться под углом друг к другу. В данном варианте реализации обмотка 114 и остальная часть магнитного генератора 112 закреплены в фиксированном положении относительно нагревательного элемента 115 и зоны нагрева 111.
В данном варианте реализации устройство 116 для пропускания изменяющегося тока через обмотку 114 электрически расположено между источником электроэнергии 113 и обмоткой 114 и соединено с ними. В данном варианте реализации контроллер 117 также электрически соединен с источником электроэнергии 113, и коммуникативно соединен с устройством 116 для управления устройством 116. Более конкретно, в данном варианте реализации контроллер 117 служит для управления устройством 116, таким образом, чтобы управлять подачей электроэнергии от источника электроэнергии 113 к обмотке 114. В данном варианте реализации контроллер 117 содержит интегральную схему (ИС), такую как ИС печатной платы (ПП). В других вариантах реализации контроллер 117 может быть выполнен в другой форме. В некоторых вариантах реализации устройство может содержать единый электрический или электронный компонент, включающий в себя устройство 116 и контроллер 117. Управление контроллером 117 в данном варианте реализации осуществляется пользователем с помощью пользовательского интерфейса 118. В данном варианте реализации пользовательский интерфейс 118 расположен на внешней поверхности корпуса 110. Пользовательский интерфейс 118 может представлять собой нажимную кнопку, триггерный переключатель, наборный лимб, сенсорный экран и т.п. В других вариантах реализации пользовательский интерфейс 118 может быть удаленным, и может соединяться с остальной частью устройства посредством беспроволочного соединения, например, с помощью Блютуса.
В данном варианте реализации задействование пользовательского интерфейса 118 пользователем приводит к тому, что контроллер 117 заставляет устройство 116 начать подачу изменяющегося электрического тока, проходящего через обмотку 114, чтобы обмотка 114 начала генерировать переменное магнитное поле. Обмотка 114 и нагревательный элемент 115 устройства 100 расположены относительно друг друга соответствующим образом, так что изменяющееся магнитное поле, создаваемое обмоткой 114, проникает в нагреваемый материал нагревательного элемента 115. Если нагреваемый материал нагревательного элемента 115 является электропроводным материалом, это может приводить к генерированию одного или нескольких вихревых токов в нагреваемом материале. Поток вихревых токов в нагреваемом материале, преодолевающих электрическое сопротивление нагреваемого материала, заставляет этот материал нагреваться джоулевым нагревом. В данном варианте реализации нагреваемый материал выполнен из магнитного материала, и поэтому ориентация магнитных диполей в нагреваемом материале изменяется при воздействии изменяющегося магнитного поля, что приводит к нагреву нагреваемого материала.
В данном варианте реализации импеданс обмотки 114 магнитного генератора 112 равен или практически равен импедансу нагревательного элемента 115. Если бы импеданс нагревательного элемента 115 был ниже импеданса обмотки 114, то при выравнивании импедансов напряжение, генерируемое на используемом нагревательном элементе 115, могло бы быть ниже напряжения, генерируемого на нагревательном элементе 115. Как вариант, если бы импеданс нагревательного элемента 115 был, наоборот, выше импеданса обмотки 114, то при выравнивании импедансов электрический ток, генерируемый в используемом нагревательном элементе 115, мог бы быть ниже электрического тока, генерируемого в нагревательном элементе 115. Выравнивание импедансов может помочь сбалансировать напряжение и ток с целью получения максимальной мощности нагревания, генерируемой используемым нагревательным элементом 115. В некоторых вариантах реализации импеданс устройства 116 может быть равен или практически равен общему импедансу обмотки 114 и нагревательного элемента 115.
Устройство 100 согласно данному варианту реализации содержит температурный датчик 119 для определения температуры зоны нагрева 111. Температурный датчик 119 коммуникативно соединен с контроллером 117, таким образом, что контроллер 117 может контролировать температуру зоны нагрева 111. На основании одного или нескольких сигналов, получаемых от температурного датчика 119, контроллер 117 может заставить устройство 116 соответствующим образом отрегулировать характеристику изменяющегося или переменного электрического тока, проходящего по обмотке 114, чтобы обеспечить нахождение температуры зоны нагрева 111 в заданном температурном диапазоне. Вышеупомянутой характеристикой может быть, например, амплитуда, частота или коэффициент заполнения. В заданном температурном диапазоне используемый курительный материал курительного элемента, находящегося в зоне нагрева 111, в достаточной степени нагревается для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без горения данного курительного материала. Соответственно, контроллер 117 и устройство 100 в целом, обеспечивают нагревание курительного материала для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала без горения курительного материала. В некоторых вариантах реализации температурный диапазон составляет от приблизительно 50°C до приблизительно 300°C, например, от приблизительно 50°C до приблизительно 250°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 150°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 120°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 100°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 80°C, или от приблизительно 60°C до приблизительно 70°C. В некоторых вариантах реализации температурный диапазон составляет от приблизительно 170°C до приблизительно 220°C. В других вариантах реализации температурный диапазон может быть другим. В некоторых вариантах реализации верхняя граница температурного диапазона может быть выше 300°C. В некоторых вариантах реализации устройство может не содержать температурного датчика 119. В некоторых вариантах реализации точка Кюри нагреваемого материала может выбираться на базе желательной максимальной температуры нагрева нагреваемого материала, таким образом, чтобы дальнейший нагрев нагреваемого материала выше температуры индукционного нагрева затруднялся или предотвращался.
На фиг. 2 приведен схематичный вид в разрезе устройства в другом варианте реализации настоящего изобретения. Устройство 200 на фиг. 2 идентично устройству 100, показанному на фиг. 1, за исключением того, что имеет другую форму нагревательного элемента. Таким образом, в целях обеспечения краткости описания, мы не будем повторно подробно рассматривать отличительные признаки, являющиеся общими для этих двух вариантов. Любые из вышеописанных возможных изменений устройства 100, показанного на фиг. 1, могут быть выполнены также для устройства 200 на фиг. 2 с целью формирования различных вариантов исполнения.
Как было указано выше, в устройстве 100 на фиг. 1 нагревательный элемент 115 выступает в зону нагрева 111. Напротив, в устройстве 200 на фиг. 2 нагревательный элемент 130 для нагрева нагреваемого материала расположен вокруг зоны нагрева 111. Таким образом, в то время как в варианте реализации, показанном на фиг. 1, нагрев зоны нагрева 111 и любого находящегося в ней используемого курительного элемента осуществляется в направлении от центра наружу, в варианте реализации, показанном на фиг. 2, нагревание зоны нагрева 111 и любого курительного элемента в ней производится в направлении от периферии к центру.
Нагревательный элемент 130 имеет трубчатую форму и окружает зону нагрева 111. Однако в других вариантах реализации нагревательный элемент 130 может быть не полностью трубчатым. Например, в некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 130 иметь трубчатую форму, за исключением аксиального зазора или прорези, выполненной нагревательном элементе 130. Нагревательный элемент 130 имеет поперечное сечение практически круглой формы. Однако в других вариантах реализации нагревательный элемент может иметь не круглую, а другую форму поперечного сечения, например, квадратную, прямоугольную, многоугольную или эллиптическую. Нагревательный элемент 130 расположен вдоль продольной оси, практически совпадающей с продольной осью зоны нагрева 111. В данном варианте реализации совпадающие по направлению оси совпадают друг с другом. В некоторых других вариантах реализации вышеупомянутые совпадающие по направлению оси могут быть расположены параллельно одна другой. Однако в других вариантах реализации вышеупомянутые оси могут располагаться и под углом друг к другу.
В данном варианте реализации зона нагрева 111 частично образована нагревательным элементом 130. Иными словами, нагревательный элемент 130 частично окружает или ограничивает зону нагрева 111. Когда курительный элемент, содержащий курительный материал, расположен в зоне нагрева 111, нагревательный элемент 130 находится в тепловом контакте с курительным элементом. Предпочтительно, когда курительный элемент, содержащий курительный материал, расположен в зоне нагрева 111, нагревательный элемент 130 находится в поверхностном контакте с курительным элементом. Таким образом, тепло может передаваться непосредственно от нагреваемого материала к курительному элементу. В других вариантах реализации нагреваемый материал может не находиться в прямом поверхностном контакте с курительным элементом. Примеры того, как это может быть достигнуто, и обеспечиваемые этим преимущества соответствуют вышеописанным.
Как и нагревательный элемент 115 в варианте реализации на фиг. 1, нагревательный элемент 130 в варианте реализации на фиг. 2 содержит первую часть 130a и вторую часть 130b. Первая часть 130a нагревательного элемента 130 расположена между второй частью 130b нагревательного элемента 130 и выпускным отверстием 122. Обмотка 114 расположена только вокруг первой части 130a нагревательного элемента 130. Иными словами, обмотка 114 не окружает вторую часть 130b нагревательного элемента 130. Магнитный генератор 112 служит для создания изменяющегося магнитного поля, которое проникает в первую часть 130a нагревательного элемента 130 и не затрагивает вторую часть 130b нагревательного элемента 130. Иными словами, изменяющееся магнитное поле не действует на вторую часть 130b нагревательного элемента 130. Как и в варианте реализации на фиг. 1, устройство 200 рассматриваемого варианта реализации не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникало бы во вторую часть 130b нагревательного элемента 130. Нагрев второй части 130b нагревательного элемента 130 во время работы происходит исключительно за счет теплопроводности, т.е. отвода тепла от первой части 130a нагревательного элемента 130. Это помогает обеспечить последовательный нагрев курительного элемента, и, следовательно, курительного материала курительного элемента, по времени, аналогично тому, как было описано выше.
В одном из возможных исполнений данного варианта реализации устройство может содержать как нагревательный элемент 130, расположенный по меньшей мере частично вокруг зоны нагрева 111, так и еще один нагревательный элемент, выступающий в зону нагрева 111, как и нагревательный элемент 115 в варианте реализации на фиг. 1. Такой вариант реализации может помочь обеспечить нагревание зоны нагрева 111 и любого находящегося в ней используемого курительного элемента как снаружи, так и изнутри.
В каждом из вышеописанных вариантов реализации первая часть 115a, 130a нагревательного элемента 115,130 меньше или короче второй части 115b, 130b нагревательного элемента 115, 130. Однако в других вариантах реализации это может быть не так. Например, в некоторых вариантах первая и вторая части 115a, 115b, 130a, 130b нагревательного элемента 115, 130 могут иметь практически одинаковый размер. Специалист может определить относительные размеры первой и второй частей 115a, 115b, 130a, 130b нагревательного элемента 115, 130, обеспечивающие желательный уровень последовательного нагрева курительного элемента и курительного материала курительного элемента.
На фиг. 3 приведен схематичный вид в разрезе устройства в другом варианте реализации настоящего изобретения. Устройство 300, показанное на фиг. 3, идентично устройству 100 на фиг. 1, за исключением того, что устройство 300 на фиг. 3 не содержит нагревательного элемента, сквозь который проходит изменяющееся магнитное поле, генерируемое магнитным генератором 112. Таким образом, в целях обеспечения краткости описания, мы не будем повторно подробно рассматривать отличительные признаки, являющиеся общими для этих двух вариантов. Любые из вышеописанных возможных изменений устройства 100, показанного на фиг. 1, могут быть выполнены также для устройства 300 на фиг. 3 с целью формирования различных вариантов исполнения.
Как уже было указано выше при рассмотрении фиг. 1, зона нагрева 111 содержит первую часть 111a и вторую часть 111b, расположенные относительно друг друга таким образом, что первая часть 111a зоны нагрева 111 расположена между второй частью 111b зоны нагрева 111 и выпускным отверстием 122. Зона нагрева 111 и устройство 300 в целом, как и в предыдущих вариантах, устроены таким образом, что курительный элемент вставляют во вторую часть 111b зоны нагрева 111 через первую часть 111a зоны нагрева 111, когда мундштук 120 отсоединен от корпуса 110 устройства 300.
В данном варианте реализации первая часть 111a зоны нагрева 111 также является той частью, в которую проникает изменяющееся магнитное поле, создаваемое магнитным генератором 112 во время работы. С другой стороны, во вторую часть 111b зоны нагрева 111 изменяющееся магнитное поле во время работы не проникает. Таким образом, изменяющееся магнитное поле не воздействует на вторую часть 111b зоны нагрева 111. Устройство 300 не содержит какого-либо магнитного генератора для генерирования изменяющегося магнитного поля, которое проникало бы во вторую часть 111b зоны нагрева нагревательного элемента 111. Как будет показано ниже для фиг. 4, курительный элемент, используемый с устройством 300, может содержать нагревательный элемент из нагреваемого материала, который нагревается за счет прохождения сквозь него изменяющегося магнитного поля. Нагревательный элемент может быть расположен внутри курительного элемента, таким образом, что когда курительный элемент располагается в зоне нагрева 111, первая часть нагревательного элемента курительного элемента расположена в первой части 111a зоны нагрева 111, а вторая часть нагревательного элемента курительного элемента расположена во второй части 111b зоны нагрева 111. Таким образом, может достигаться эффект последовательного нагрева, аналогичный описанному выше, в результате которого во время работы первая часть нагревательного элемента курительного элемента индуктивно нагревается, а нагрев второй части нагревательного элемента курительного элемента происходит за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента курительного элемента.
Аналогично тому, как это было указано выше для относительных размеров нагревательных элементов 115, 130, в данном варианте реализации первая часть 111a зоны нагрева 111 меньше или короче, чем вторая часть 111b зоны нагрева 111. В других вариантах реализации, однако, это может быть не так. Например, в некоторых вариантах реализации первая и вторая части 111a, 111b зоны нагрева 111 могут иметь практически одинаковый размер. В данном случае специалист также сможет определить относительные размеры первой и второй частей 111a, 111b зоны нагрева 111, обеспечивающие желаемый последовательный нагрев последовательный нагрев нагревательного элемента курительного элемента и курительного материала используемого курительного элемента.
На фиг. 4 приведен схематичный вид в разрезе системы согласно одному из возможных вариантов реализации настоящего изобретения. Предлагаемая система 3000 включает в себя устройство 300, показанное на фиг. 3, и курительный элемент 30, содержащий курительный материал 32, нагревательный элемент 34 из нагреваемого материала, который нагревается за счет проникновения в него изменяющегося магнитного поля, и оболочку 36. Для краткости, мы не будем повторно подробно рассматривать устройство 300. Любые из вышеописанных возможных изменений устройства 300, показанного на фиг. 3, могут быть сделаны также для устройства 300 системы 3000, показанной на фиг. 4, с целью создания различных вариантов исполнения системы.
Оболочка 36 окружает курительный материал 32. Оболочка 36 помогает защитить курительный материал 32 от повреждений при транспортировке и использовании курительного элемента 30. Во время использования оболочка 36 также может помочь в направлении потока воздуха внутрь курительного материала 32 и прохождении сквозь него, а также помочь в обеспечении прохождения потока пара или аэрозоля сквозь курительный материал 32 и выхода из него.
В данном варианте реализации оболочка 36 представляет собой обёртку, обёрнутую вокруг курительного материала 32, таким образом, что свободные края обёртки накладываются друг на друга. Таким образом, обёртка образует всю или большую часть периферийной внешней поверхности курительного элемента 30. Обёртка может быть выполнена из бумаги, восстановленного курительного материала, например, из восстановленного табака, и т.п. Оболочка 36 в данном варианте реализации содержит также адгезив (не показан), который соединяет друг с другом накладывающиеся друг на друга свободные края обёртки. В качестве адгезива может быть использовано одно или несколько из следующих средств, например, гуммиарабик, естественная или синтетическая смола, крахмалы и лак. Адгезив предотвращает возможность расхождения накладывающихся друг на друга свободных краев обёртки.
Оболочка 36 образует внешнюю поверхность курительного элемента 30 и может контактировать с используемым устройством. В данном варианте реализации курительный элемент 30 имеет удлиненную, цилиндрическую форму с практически круглой формой поперечного сечения. Однако в других вариантах реализации форма поперечного сечения курительного элемента 30 может отличаться от круглой и/или не быть удлиненной и/или не быть цилиндрической. В данном варианте реализации курительный элемент 30 имеет габариты, приблизительно соответствующие габаритам сигареты.
В данном варианте реализации курительный материал 32 выполнен в форме трубки. Эта трубка имеет поперечное сечение практически круглой формы. Она заполнена курительным материалом 32 от одного торца курительного элемента 30 до противоположного торца курительного элемента 30. Таким образом, при использовании воздух может втягиваться в курительный материал 32 с одного конца курительного элемента 30, проходить сквозь курительный материал 32 и захватывать испаренные компоненты, выделившиеся из курительного материала 32, после чего испаренные компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля, могут вытягиваться из курительного материала 32 на противоположном конце курительного элемента 30. В данном варианте реализации, когда курительный элемент 30 имеет удлиненную форму, эти концы курительного элемента 30, между которыми расположен курительный материал 32, являются противоположными торцовыми поверхностями курительного элемента 30. Однако в других вариантах реализации вышеупомянутые концы могут быть любыми двумя концами или сторонами курительного элемента, например, двумя противоположными концами или сторонами курительного элемента.
Нагревательный элемент 34 находится в тепловом контакте с курительным материалом 32. Таким образом, нагревательный элемент 34 во время работы нагревается для нагрева курительного материала 32. В данном варианте реализации курительный материал 32 находится в поверхностном контакте с нагревательным элементом 34. Это достигается за счет приклеивания курительного материала 32 к нагревательному элементу 34. Однако в других вариантах реализации фиксация может обеспечиваться не приклеиванием, а другими способами. В некоторых вариантах реализации курительный материал 32 может быть не прикреплен к нагревательному элементу 34.
Нагревательный элемент 34 имеет удлиненную форму и простирается от одного конца курительного материала 32 до противоположного конца курительного материала 32. Это может помогать обеспечивать более полное нагревание курительного материала 32 во время работы. Однако в других вариантах реализации нагревательный элемент 34 может не доходить до какого-либо из противоположных концов курительного материала 32, или может проходить только до одного конца курительного материала 32 и быть отделенным от другого конца курительного материала 32.
Нагревательный элемент 34 проходит от одного конца курительного элемента 30 до противоположного конца курительного элемента 30. Это может упрощать производство курительного элемента 30. Однако в других вариантах реализации нагревательный элемент 34 может не доходить до какого-либо из противоположных концов курительного элемента 30, или может проходить только до одного конца курительного материала 30 и быть отделенным от другого конца курительного элемента 30.
В данном варианте реализации нагревательный элемент 34 проходит в направлении вдоль продольной оси, практически совпадающей с продольной осью курительного элемента 30. Это может упрощать производство курительного элемента 30. В данном варианте реализации совпадающие по направлению оси совпадают друг с другом. В некоторых других вариантах реализации вышеупомянутые совпадающие по направлению оси могут быть расположены параллельно одна другой. Однако в других вариантах реализации вышеупомянутые оси могут располагаться и под углом друг к другу.
В данном варианте реализации нагревательный элемент 34 окружен курительным материалом 32. Иными словами, курительный материал 32 расположен вокруг нагревательного элемента 34. В вариантах реализации, в которых нагревательный элемент 34 не доходит до какого-либо из противоположных концов курительного материала 32, курительный материал 32 может располагаться вокруг нагревательного элемента 34, а также закрывать концы нагревательного элемента 34, таким образом, что нагревательный элемент 34 оказывается полностью, со всех сторон, окружен курительным материалом 32.
В данном варианте реализации нагревательный элемент 34 является непроницаемым для воздуха или испаренного материала, практически не имеет разрывов. Таким образом, производство нагревательного элемента 34 может быть относительно простым. Однако при других способах исполнения данного варианта реализации нагревательный элемент 34 может быть проницаемым для воздуха и/или испаренного материала, генерируемого при нагревании курительного материала 32. Такая проницаемая природа нагревательного элемента 34 может помогать воздуху проходить сквозь курительный элемент 30 для захвата испаренного материала, образующегося при нагревании курительного материала 32.
Нагревательный элемент 34 имеет прямоугольную или практически прямоугольную форму поперечного сечения по плоскости, перпендикулярной его продольной оси. Нагревательный элемент 34 имеет две противоположные главные поверхности, соединенные двумя вспомогательными поверхностями. Таким образом, глубина или толщина нагревательного элемента 34 относительно мала по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 34. Однако в других вариантах реализации форма поперечного сечения нагревательного элемента 34 может отличаться от прямоугольной; она может быть, например, круглой, эллиптической, кольцевой, звездообразной, многоугольной, квадратной, треугольной, крестообразной, Т-образной, полой или перфорированной.
В данном варианте реализации форма поперечного сечения нагревательного элемента 34 является неизменной по длине нагревательного элемента 34. Кроме того, в данном варианте реализации нагревательный элемент 34 является плоским или практически плоским. Можно сказать, что в данном варианте реализации нагревательный элемент 34 представляет собой плоскую пластину или ленту. Однако в других вариантах это может быть не так. Например, в некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 34 может быть полым или перфорированным.
В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 34 может быть неплоским. Например, нагревательный элемент 34 может иметь волнистую, закрученную, рифленую, спиралевидную, спиральную форму, может представлять собой полоску или ленту с выступами и/или углублениями на ней, может содержать сетку, металлическую сетку, или может иметь неоднородную, неплоскую форму. Такие неплоские формы нагревательного элемента могут помогать воздуху проходить сквозь курительный элемент для захвата испаренного материала, образующегося при нагревании курительного материала 32. Неплоские формы нагревательного элемента могут создавать криволинейные каналы для прохождения воздуха, что может приводить к турбулентности воздушного потока и способствовать улучшению теплопередачи от нагреваемого материала к курительному материалу 32. Такие неплоские формы нагревательного элемента могут также обеспечивать увеличение площади поверхности нагревательного элемента 34 на единицу длины нагревательного элемента 34. Это может увеличивать, то есть улучшать джоулев нагрев нагревательного элемента 34, и, следовательно, увеличивать, то есть улучшать нагрев курительного материала 32.
В данном варианте реализации курительный элемент 30 вставляется в зону нагрева 111, когда мундштук 120 отсоединен от корпуса 110 устройства 300. Более конкретно, курительный элемент 30 вставляют во вторую часть 111b зоны нагрева 111 через первую часть 111a зоны нагрева 111, когда мундштук 120 отделен от корпуса 110. Когда курительный элемент 30 расположен в зоне нагрева 111, первая часть 34a нагревательного элемента 34 курительного элемента 30 расположена в первой части 111a зоны нагрева 111, а вторая часть 34b нагревательного элемента 34 курительного элемента 30 расположена во второй части 111b зоны нагрева 111. Соответственно, во время работы генерируемое магнитным генератором 112 изменяющееся магнитное поле, проникающее в первую часть 111a зоны нагрева 111, проникает также и в первую часть 34a нагревательного элемента 34. Однако изменяющееся магнитное поле не проникает во вторую часть 34b нагревательного элемента 34. Таким образом, может достигаться эффект последовательного нагрева, аналогичный описанному выше. Иными словами, во время работы первая часть 34a нагревательного элемента 34 курительного элемента 30 нагревается за счет индукции, а вторая часть 34b нагревательного элемента 34 курительного элемента 30 нагревается за счет теплопроводности от первой части 34a нагревательного элемента 34 курительного элемента 30. Это помогает обеспечить формирование аэрозоля и его сравнительно быстрый выход из курительного материала 32, расположенного относительно близко к выпускному отверстию 122, чтобы пользователь мог его вдохнуть, одновременно обеспечивая зависящий от времени выпуск аэрозоля, таким образом, что формирование и выпуск аэрозоля продолжаются даже после того, как курительный материал этой первой части курительного материала 32 прекратил генерирование аэрозоля.
На фиг. 5 приведена блок-схема примера способа нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала согласно одному из возможных вариантов реализации настоящего изобретения.
Способ 500 включает в себя обеспечение 501 нагревательного элемента, нагреваемого за счет воздействия на него изменяющегося магнитного поля. В качестве нагревательного элемента может использоваться, например, нагревательный элемент устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, такой как нагревательный элемент 115, 130, описанный выше при рассмотрении фиг. 1 и 2. Как вариант, в качестве нагревательного элемента может использоваться, например, нагревательный элемент курительного элемента, содержащего курительный материал, такой как нагревательный элемент 34, описанный выше при рассмотрении фиг. 4.
Способ включает в себя также обеспечение 502 курительного материала, находящегося в тепловом контакте с нагревательным элементом. Курительный материал может содержаться в курительном элементе, как показано на фиг. 4. Курительный материал может находиться в тепловом контакте с нагревательным элементом, например, если нагревательный элемент также является частью курительного элемента, как это показано на фиг. 4. Как вариант, курительный материал может приводиться в тепловой контакт с нагревательным элементом путем вставки курительного материала в зону нагрева устройства, содержащего нагревательный элемент, как показано на фиг. 1 и 2.
Способ включает в себя также воздействие 503 изменяющегося магнитного поля на первую часть нагревательного элемента при отсутствии воздействия данного поля на вторую часть нагревательного элемента, в результате чего происходит нагрев первой части нагревательного элемента и первой части курительного материала. Данный способ может не включать в себя какую-либо операцию воздействия изменяющегося магнитного поля на вторую часть нагревательного элемента.
Данный способ может также включать в себя нагрев 504 второй части нагревательного элемента за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента, с целью нагрева второй части курительного материала. Примеры такой теплопроводности приведены выше. Нагрев 504 может представлять собой нагревание второй части нагревательного элемента исключительно за счет теплопроводности от первой части нагревательного элемента. Нагрев курительного материала может быть таким, чтобы обеспечивалось испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала без горения курительного материала.
В каждом из вышеописанных вариантов реализации в качестве нагреваемого материала используется сталь. Однако в других вариантах реализации в качестве нагреваемого материала может использоваться один или несколько материалов, выбираемых из группы, включающей в себя: электропроводный материал, магнитный материал и магнито-электропроводный материал. В некоторых вариантах реализации в качестве нагреваемого материала могут использоваться металлы или сплавы металлов. В некоторых вариантах реализации в качестве нагреваемого материала может использоваться один или несколько материалов, выбираемых из группы, в состав которой входят: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводный углерод, графит, нелегированная углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза. В других вариантах реализации могут использоваться и другой/другие нагреваемый материал/материалы. Было обнаружено, что при использовании в качестве нагреваемого материала магнито-электропроводного материала магнитное взаимодействие между магнито-электропроводным материалом и электромагнитом устройства может быть усилено. Помимо потенциальной возможности обеспечения магнитогистерезисного нагрева, это может увеличивать, то есть улучшать джоулев нагрев нагревательного материала, и, следовательно, увеличивать, то есть улучшать нагрев курительного материала.
Нагреваемый материал может иметь глубину проникновения поля, которая представляет собой внешнюю зону, в которой возникает большинство индуцированных электрических токов и/или происходит большинство индуцированных переориентаций магнитных диполей. Путем применения нагреваемого материала сравнительно малой толщины можно добиться, что заданным изменяющимся магнитным полем будет нагреваться большая часть нагреваемого материала, по сравнению с нагреваемым материалом, обладающим глубиной или толщиной, сравнительно большей по сравнению с другими размерами нагреваемого материала. Таким образом, можно достичь более эффективного использования материала, что, в свою очередь, обеспечивает сокращение затрат.
В некоторых вариантах реализации первая часть нагревательного элемента 115, 130 может быть выполнена из первого материала, а вторая часть нагревательного элемента 115, 130 может быть выполнена из второго материала, отличающегося от первого материала. Например, первая часть 115a, 130a нагревательного элемента 115, 130 может быть выполнена из первого материала, а вторая часть 115b, 130b нагревательного элемента 115, 130 может быть выполнена из второго материала. Первый материал может быть нагреваемым материалом, который может нагреваться за счет воздействия изменяющегося магнитного поля. Примеры таких материалов были приведены выше. Второй материал может быть (или может не быть) нагреваемым материалом, который может нагреваться за счет воздействия изменяющегося магнитного поля. Однако второй материал должен быть теплопроводным, то есть должен проводить тепло от первой части 115a, 130a используемого нагревательного элемента 115, 130.
В каждом из вышеописанных вариантов реализации курительный материал содержит табак. Однако в возможных модификациях этих вариантов реализации курительный материал может состоять из табака, состоять практически полностью из табака, может содержать табак и курительный материал, отличающийся от табака, может представлять собой курительный материал, отличающийся от табака, или может не содержать табака. В некоторых вариантах реализации курительный материал может содержать парообразующий или аэрозольобразующий агент или увлажняющее вещество, такое как глицерин, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгиколь.
В каждом из вышеописанных вариантов реализации курительный материал представлял собой нежидкий курительный материал, и предлагаемое устройство являлось устройством для нагревания нежидкого курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала. Однако в других вариантах реализации это может быть по-другому.
В каждом из вышеописанных вариантов реализации курительный элемент 30 являлся потребляемым курительным элементом. Когда все или практически все испаряемые компоненты/компонент курительного материала 32 в курительном элементе 30 будут/будет израсходован(ы), пользователь может извлечь курительный элемент 30 из устройства 100, 200, 300 и удалить его. Впоследствии пользователь может повторно воспользоваться устройством 100, 200, 300, используя для этого другой курительный элемент 30. Однако в других соответствующих вариантах реализации курительный элемент может быть не расходным, и в таких случаях после израсходования испаряемого компонента/компонентов курительного материала устройство и курительный элемент можно выбрасывать.
В некоторых вариантах реализации устройство 100, 200, 300 продается, поставляется или каким-либо иным способом обеспечивается отдельно от курительного элемента 30, вместе с которым устройство 100, 200, 300 используется. Однако в некоторых вариантах реализации устройство 100, 200, 300 и один или несколько курительных элементов 30 могут поставляться совместно в виде системы, например, в виде комплекта или блока, возможно, с дополнительными компонентами, такими как аксессуары для очистки.
В целях решения различных существующих проблем и повышения уровня техники в настоящей заявке в качестве примеров рассматриваются различные возможные варианты реализации настоящего изобретения, которые обеспечивают усовершенствованное устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, усовершенствованные системы, включающие в себя такое устройство и такой курительный элемент, и усовершенствованные способы нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала. Преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения характерны только для рассмотренных вариантов реализации и не являются исчерпывающими и/или эксклюзивными. Они рассмотрены только с целью облегчения понимания и демонстрации заявленных и другим образом рассматриваемых отличительных признаков. Следует иметь в виду, что преимущества, варианты реализации, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты настоящего изобретения никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения, который определяется пунктами нижеприведенной формулы изобретения или ограничениями на эквиваленты данных пунктов, и что могут использоваться другие варианты реализации и могут производиться модификации без выхода за границы объема притязаний формулы и характера изобретения. Различные варианты реализации могут соответствующим образом содержать, состоять или состоять в целом из различных комбинаций раскрываемых элементов, компонентов, отличительных признаков, деталей, операций, средств, и т.д. Данное раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявляемые в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.