УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR SMOKING MATERIAL HEATING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к изделиям для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, устройству для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала и систем, содержащих такие изделия и такое устройство.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и подобных, при использовании сжигают табак с целью создания табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы этим изделиям, путем создания товаров, в которых вещества высвобождают без сжигания. Примерами таких товаров являются так называемые товары «нагревать, но не сжигать» или нагревающие табак устройства или товары, в которых вещества высвобождают путем нагревания материала, а не его сжигания. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным товаром, который может как содержать, так и не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложено изделие для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента указанного курительного материала, указанное изделие содержит:
носитель, который содержит несколько теплопроводных участков, на которых расположены соответствующие дискретные объемы курительного материала;
при этом между участками носителя, форма носителя такова, что образован тепловой барьер для блокировки теплопередачи от одного или нескольких участков носителя по направлению к другому из участков носителя при использовании.
В одном примере варианта осуществления изобретения между участками носителя и по сравнению с участками носителя, форма носителя такова, что образован тепловой барьер.
В одном примере варианта осуществления изобретения изделие содержит соответствующие дискретные объемы курительного материала на нескольких теплопроводных участках носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал имеет форму геля или тонкой пленки.
В одном примере варианта осуществления изобретения форма носителя такова, что образованы тепловые барьеры между соответствующими парами участков носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения единственный или каждый тепловой барьер окружает соответствующий один из участков носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения единственный или каждый тепловой барьер содержит одно или несколько отверстий в носителе.
В одном примере варианта осуществления изобретения единственный или каждый тепловой барьер содержит один или несколько каналов или несквозных отверстий в носителе.
В одном примере варианта осуществления изобретения изделие содержит теплоизолирующий материал в канале (каналах) или несквозном отверстии (отверстиях) единственного или каждого теплового барьера.
В одном примере варианта осуществления изобретения теплоизолирующий материал содержит полимер.
В одном примере варианта осуществления изобретения теплопроводность теплоизолирующего материала составляет не более 0,5 Вт / (м · К).
В одном примере варианта осуществления изобретения участки носителя расположены в виде двумерного массива.
В одном примере варианта осуществления изобретения каждый из участков носителя выполнен из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит металл или сплав металла.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, сталь, медь и бронза.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено некоторое изделие для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента указанного курительного материала, указанное изделие содержит или состоит из:
носителя, который обладает поверхностью; и
курительный материал, который имеет форму геля или тонкой пленки и который расположен на поверхности носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал обладает одинаковой протяженностью или, по существу, одинаковой протяженностью с поверхностью носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения курительный материал содержит несколько дискретных объемов курительного материала на поверхности носителя.
В одном примере варианта осуществления изобретения носитель является листом.
В одном примере варианта осуществления изобретения носитель содержит материал, теплопроводность которого составляет по меньшей мере 10 Вт/(м·К) или по меньшей мере 90 Вт/(м·К) или по меньшей мере 200 Вт/(м·К).
В одном примере варианта осуществления изобретения носитель содержит никель и/или алюминий.
В одном примере варианта осуществления изобретения носитель содержит многослойный материал и при этом указанный многослойный материал содержит слой никеля и слой алюминия.
В одном примере варианта осуществления изобретения слой алюминия расположен между слоем никеля и курительным материалом. В другом примере варианта осуществления изобретения слой никеля расположен между слоем алюминия и курительным материалом.
В одном примере варианта осуществления изобретения носитель содержит многослойный материал и при этом указанный многослойный материал содержит слой никеля и слой бумаги.
В одном примере варианта осуществления изобретения слой бумаги расположен между слоем никеля и курительным материалом. В другом примере варианта осуществления изобретения слой никеля расположен между слоем бумаги и курительным материалом.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложено устройство для нагревания курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента курительного материала, указанное устройство содержит:
изделие, соответствующее первому аспекту настоящего изобретения, или изделие, соответствующее второму аспекту настоящего изобретения; и
нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания теплопроводных участков носителя.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложено устройство для нагревания курительного материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента курительного материала, указанное устройство содержит:
зону нагревания для расположения изделия, содержащего курительный материал;
подложку, которая содержит несколько теплопроводных участков, при этом между участками подложки, форма подложки такова, что образован тепловой барьер для блокировки теплопередачи от одного или нескольких участков подложки по направлению к другому из участков подложки при использовании; и
нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания теплопроводных участков подложки, чтобы, таким образом, нагревать участки зоны нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения между участками подложки и по сравнению с участками подложки, форма подложки такова, что образован тепловой барьер.
В одном примере варианта осуществления изобретения форма подложки такова, что образуются тепловые барьеры между соответствующими парами участков подложки.
В одном примере варианта осуществления изобретения единственный или каждый тепловой барьер окружает соответствующий один из участков подложки.
В одном примере варианта осуществления изобретения подложка содержит нагревающий материал, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля, и содержит никелевое покрытие на нагревающем материале.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит металл или сплав металла.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревающий материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, сталь, медь и бронза.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревательное устройство содержит несколько нагревателей для нагревания соответствующих отдельных теплопроводных участков.
В одном примере варианта осуществления изобретения каждый из теплопроводных участков выполнен из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля; и при этом несколько нагревателей содержат соответствующие генераторы магнитного поля, которые выполнены с возможностью выработки изменяющихся магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки при использовании.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство содержит печатную плату, при этом генераторы магнитного поля содержат соответствующие катушки, выполненные в или на печатной плате.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство содержит контроллер, выполненный с возможностью управления работой по меньшей мере одного из нескольких нагревателей независимо по меньшей мере от одного другого из нескольких нагревателей.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, предложена система для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, указанная система содержит:
изделие, соответствующее первому аспекту настоящего изобретения, или изделие, соответствующее второму аспекту настоящего изобретения; и
устройство, которое содержит зону нагревания для расположения изделия и нагревательное устройство для нагревания теплопроводных участков носителя изделия, когда это изделие расположено в зоне нагревания.
В одном примере варианта осуществления изобретения нагревательное устройство содержит несколько нагревателей для нагревания соответствующих отдельных теплопроводных участков.
В одном примере варианта осуществления изобретения каждый из теплопроводных участков выполнен из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля; и при этом несколько нагревателей содержат соответствующие генераторы магнитного поля, которые выполнены с возможностью выработки изменяющихся магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки при использовании.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство содержит печатную плату, при этом генераторы магнитного поля содержат соответствующие катушки, выполненные в или на печатной плате.
В одном примере варианта осуществления изобретения устройство содержит контроллер, выполненный с возможностью управления работой по меньшей мере одного из нескольких нагревателей независимо по меньшей мере от одного другого из нескольких нагревателей.
В одном примере варианта осуществления изобретения изделие является изделием, которое соответствует первому аспекту настоящего изобретения, устройство является устройством, которое соответствует четвертому аспекту настоящего изобретения, и теплопроводные участки носителя изделия выровнены с теплопроводными участками подложки устройства, когда изделие находится в зоне нагревания.
Краткое описание чертежей
Далее, только для примера, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - вид сверху, схематично показывающий пример изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 2 - вид, схематично показывающий поперечное сечение изделия с фиг. 1;
на фиг. 3 - вид сверху, схематично показывающий пример другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 4 - вид, схематично показывающий поперечное сечение изделия с фиг. 3;
на фиг. 5 - вид сверху, схематично показывающий пример другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 6 - вид, схематично показывающий поперечное сечение изделия с фиг. 5;
на фиг. 7 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 8 - вид сверху, схематично показывающий пример другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 9 - вид, схематично показывающий поперечное сечение изделия с фиг. 8;
на фиг. 10 - вид сверху, схематично показывающий пример другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 11 - вид, схематично показывающий поперечное сечение изделия с фиг. 10;
на фиг. 12 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другого изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 13 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера системы, содержащей изделие с фиг. 1 и 2, и устройство для нагревания курительного материала изделия с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала;
на фиг. 14 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера другой системы, содержащей изделие, которое содержит курительный материал, и устройство для нагревания курительного материала изделия с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала; и
на фиг. 15 - вид, схематично показывающий поперечное сечение примера устройства для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, причем это устройство содержит в качестве неотъемлемой части изделие с фиг. 1 и 2.
Осуществление изобретения
В настоящем документе термин «курительный материал» включает в себя материалы, которые при нагревании предоставляют испаренные компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля. «Курительный материал» может быть материалом, не содержащим табак, или материалом, содержащим табак. «Курительный материал» может, например, содержать один или несколько элементов из следующего: собственно табак, производные табака, взорванный табак, восстановленный табак, экстракт табака, гомогенизированный табак или заменители табака. Курительный материал может быть в форме размолотого табака, резанного табака, прессованного табака, восстановленного табака, восстановленного курительного материала, жидкости, геля, загущенного листа, порошка или окускованного материала или подобного. «Курительный материал» также может содержать другие, не табачные, товары, которые, в зависимости от товара, могут как содержать, так и не содержать никотин. «Курительный материал» может содержать один или несколько увлажнителей, таких как глицерин или пропиленгликоль.
В настоящем документе термин «нагревающий материал» или «материал нагревателя» относится к материалу, который может быть нагрет при проникновении изменяющегося магнитного поля.
Индукционное нагревание представляет собой процесс, в котором электропроводящий объект нагревают благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и устройство для прохождения изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через электромагнит. Когда электромагнит и объект, подлежащий нагреванию, подходящим образом расположены друг относительно друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, выработанное электромагнитом, проникает в объект, внутри объекта вырабатываются один или несколько вихревых токов. Указанный объект обладает сопротивлением относительно течения электрических токов. Следовательно, когда в объекте вырабатываются такие вихревые токи, их течение с учетом электрического сопротивления объекта порождает нагревание объекта. Этот процесс называется джоулевым, омическим или резистивным нагреванием. Объект, который может быть нагрет индуктивно, называют воспринимающим элементом.
Было обнаружено, что, когда воспринимающий элемент обладает формой замкнутого контура, улучшается магнитное взаимодействие воспринимающего элемента и используемого электромагнита, что приводит к большему или улучшенному джоулевому нагреванию.
Нагревание благодаря магнитному гистерезису представляет собой процесс, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается благодаря проникновению в этот объект изменяющегося магнитного поля. Магнитный материал можно рассматривать как содержащий много магнитов атомного масштаба или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи ориентируются в соответствии с магнитным полем. Следовательно, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, порожденное электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется в соответствии с приложенным изменяющимся магнитным полем. Такая переориентация магнитных диполей порождает выработку теплоты в магнитном материале.
Когда объект является как электропроводящим, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может породить в объекте как джоулево нагревание, так и нагревание благодаря магнитному гистерезису. Более того, использование магнитного материала может усилить магнитное поле, что может увеличить джоулево нагревание.
В каждом из упомянутых выше процессов, так как теплоту вырабатывают внутри самого объекта, а не с помощью внешнего источника теплоты с помощью теплопередачи, может быть получено быстрое увеличение температуры в объекте и более равномерное распределение теплоты, особенно благодаря выбору подходящего материала объекта и геометрии, и подходящей величины и ориентации относительно объекта изменяющегося магнитного поля. Более того, так как индукционное нагревание и нагревание благодаря магнитному гистерезису не требуют организации физического соединения источника изменяющегося магнитного поля и объекта, свобода проектирования и управления профиля нагревания могут быть больше и могут быть снижены затраты.
На фиг. 1 и 2 показан схематичный вид сверху и схематичное поперечное сечение примера изделия, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Изделие 1 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 100, которое показано на фиг. 13 и которое описано ниже.
Изделие 1 содержит носитель 10, который обладает поверхностью и несколькими дискретными объемами курительного материала 20, при этом указанные объемы расположены на поверхности носителя 10. В этом варианте осуществления изобретения поверхность представляет собой основную поверхность носителя 10. Носитель 10, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, представляет собой лист мягкой стали, толщина которого составляет примерно 25 мкм. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения лист может быть выполнен из другого материала и/или может обладать другой толщиной, такой как толщина, находящаяся в диапазоне от 10 мкм до 50 мкм. Эта сталь обладает теплопроводностью, составляющее более 10 Вт/(м·К). В некоторых вариантах осуществления изобретения мягкая сталь может быть покрыта никелем или на нее может быть нанесено гальваническое покрытие из никеля. В таких случаях толщина никеля может составлять, например, менее 5 мкм, например, составлять от 2 мкм до 3 мкм. Наличие носителя 10 со сравнительно малой толщиной может помочь уменьшить время, нужное для нагревания носителя 10 при его использовании.
Носитель 10 содержит несколько теплопроводных участков 12, на которых расположены соответствующие дискретные объемы курительного материала 20. Дискретные объемы курительного материала 20 находятся в тепловом контакте с соответствующими теплопроводными участками 12. Действительно, в этом варианте осуществления изобретения дискретные объемы курительного материала 20 находятся в поверхностном контакте с соответствующими теплопроводными участками 12.
Любой конкретный один из дискретных объемов курительного материала 20 при использовании может быть нагрет благодаря нагреванию теплопроводного участка 12 носителя 10, на котором расположен конкретный объем курительного материала 20. Такое нагревание может быть достигнуто одним из многих путей. Например, соответствующий теплопроводный участок 12 может быть нагрет благодаря приложению к теплопроводному участку 12 тепловой энергии, например, с помощью теплового излучения или теплопроводности. В качестве альтернативы, когда теплопроводный участок 12 носителя 10 выполнен из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося (например, переменного) магнитного поля, что справедливо в этом варианте осуществления изобретения, теплопроводный участок 12 может быть нагрет индуктивно благодаря проникновению в теплопроводный участок 12 изменяющегося (например, переменного) магнитного поля. Этот принцип нагревания будет подробно описан ниже со ссылками на устройство 100 с фиг. 13, которое содержит несколько генераторов магнитного поля, выполненных с возможностью выработки изменяющихся магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки 12 носителя 10 при использовании.
Изделие 1 выполнено так, чтобы один из дискретных объемов курительного материала 20 можно было нагревать при использовании при одновременном блокировании нагревания другого из дискретных объемов курительного материала 20. Более конкретно, между участками 12 носителя 10, форма носителя 10 такова, что образованы тепловые барьеры 14 для блокировки теплопередачи от одного из участков 12 носителя 10 по направлению к другому из участков 12 носителя 10 при использовании. То есть, геометрия носителя 10 такова, что она по меньшей мере частично осуществляет тепловую изоляцию теплопроводных участков 12 носителя 10 друг от друга, чтобы при использовании помочь предотвратить или уменьшить теплопередачу от одного из участков 12 по направлению к другому участку 12. В этом варианте осуществления изобретения форма носителя 10 такова, что образованы тепловые барьеры 14 между участками 12 носителя 10 и по сравнению с участками 12 носителя 10.
В этом варианте осуществления изобретения носитель 10 содержит двенадцать теплопроводных участков 12, и форма носителя 10 такова, что образованы тепловые барьеры 14 между соответствующими парами участков 12 носителя 10. Более конкретно, форма носителя 10 такова, что образовано несколько тепловых барьеров 14, которые окружают соответствующие отдельные теплопроводные участки 12 носителя 10. Следовательно, любой конкретный один или несколько участков 12 при использовании могут быть нагреты без нагревания любого участка из других участков 12 носителя 10 или без существенного нагревания любого участка из других участков 12 носителя 10. Следовательно, каждый объем или подмножество объемов из дискретных объемов курительного материала 20 на участках 12 носителя 10 могут быть по выбору нагреты с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20 без нагревания любого другого объема из дискретных объемов курительного материала 20 до уровня, который аналогично приведет к такому испарению.
В этом варианте осуществления изобретения двенадцать теплопроводных участков 12 носителя 10 расположены в два ряда по шесть. Следовательно, теплопроводные участки 12 расположены в виде двумерного массива. В других вариантах осуществления изобретения носитель 10 может содержать большее или меньшее количество теплопроводных участков 12, и в некоторых вариантах осуществления изобретения участки 12 могут быть расположены, например, в виде одномерного массива. То есть, все теплопроводные участки 12 носителя 10 могут быть выровнены друг относительно друга в виде одного ряда, который может быть прямым или линейным рядом.
В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 14 содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга сквозных отверстий или проколов 16 в носителе 10. Действие сквозных отверстий или проколов 16 заключается в уменьшении площади поперечного сечения носителя 10 у теплового барьера 14, что ухудшает теплопередачу через тепловой барьер 14. Наличие воздуха в сквозных отверстиях или проколах 16 также может внести вклад в свойства тепловой изоляции. Проколы 16 каждого теплового барьера 14 расположены по круговой траектории, которая окружает один из теплопроводных участков 12 носителя 10. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения траектория может отличаться от круговой, например, быть многоугольной или эллиптической. В этом варианте осуществления изобретения каждый из проколов 16 является круглым. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения один или несколько проколов 16 теплового барьера 14 могут обладать другой, не круглой формой, такой как многоугольная, эллиптическая или вытянутая или щелевидная форма.
В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 14 содержит восемь сквозных отверстий или проколов 16 в носителе 10. То есть, на траектории, в общем, присутствует восемь отверстий. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения один или каждый из тепловых барьеров 14 может содержать большее количество сквозных отверстий или проколов 16 в носителе 10, например, от двадцати до тридцати отверстий. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или каждый из тепловых барьеров 14 может содержать меньшее количество отверстий 16 в носителе 10. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения тепловой барьер 14 может содержать или может состоять только из одного или двух отверстий 16 в носителе 10. В таком варианте осуществления изобретения сквозное отверстие (отверстия) 16 могут обладать вытянутой или щелевидной формой в плоскости носителя, чтобы существенно противодействовать передаче тепла через тепловой барьер 14.
Проколы 16 могут быть выполнены с помощью лазерного травления носителя 10, путем пробивания носителя 10 или с помощью любого другого подходящего способа.
В некоторых изменениях этого варианта осуществления изобретения, единственный или каждый тепловой барьер 14 носителя 10 может содержать один или несколько каналов или несквозных отверстий в носителе 10. Один или несколько каналов или несквозных отверстий могут быть выполнены в дополнение или вместо сквозного отверстия (отверстий) или проколов 16, которые рассмотрены выше.
Например, на фиг. 3 и 4 показан схематичный вид сверху и схематичное поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 2 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 100, которое показано на фиг. 13 и которое описано ниже.
В этом варианте осуществления изобретения изделие 2 совпадает с изделием 1 с фиг. 1 и 2, за исключением формы тепловых барьеров 14. В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 14 содержит канал 18 в носителе 10. То есть, канал 18 выполнен как углубление в поверхности или стороне носителя 10, причем дискретные объемы курительного материала 20 находятся в поверхностном контакте с этой поверхностью или стороной. Действие канала 18 заключается в уменьшении толщины носителя 10 у барьера 14, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения носителя 10 у теплового барьера 14, чтобы, следовательно, ухудшить теплопередачу через тепловой барьер 14. Канал 18 каждого теплового барьера 14 является круглым и окружает один из теплопроводных участков 12 носителя 10. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения канал 18 единственного или каждого теплового барьера 14 носителя 10 может обладать формой, которая отличается от круговой, например, быть многоугольной или эллиптической. В некоторых вариантах осуществления изобретения каналы 18 или несквозные отверстия могут не окружать соответствующие теплопроводные участки 12 носителя 10. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения каналы 18 или несквозные отверстия могут быть линейными или нелинейными, например, дугообразными.
В этом варианте осуществления изобретения каждый тепловой барьер 14 содержит один канал 18 в носителе 10. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения тепловой барьер 14 может содержать более одного канала или несквозного отверстия в носителе 10, например, от двух до тридцати каналов или несквозных отверстий. В некоторых вариантах осуществления изобретения каналы или несквозные отверстия могут обладать вытянутой или щелевидной формой, чтобы помочь противодействовать передаче тепла через тепловой барьер 14.
В этом варианте осуществления изобретения каналы 18 тепловых барьеров 14 могут быть выполнены с помощью, например, прессования, травления или тиснения носителя 10. Как ясно из фиг. 4, сторона носителя 10, которая противоположна стороне, на которой расположены дискретные объемы курительного материала 20, по существу, является плоской. В других вариантах осуществления изобретения указанное может не выполняться, и это может объясняться формой канала (каналов) или несквозного отверстия (отверстий) тепловых барьеров 14.
Например, на фиг. 5 и 6 показан схематичный вид сверху и схематичное поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 3 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 100, которое показано на фиг. 13 и которое описано ниже.
В этом варианте осуществления изобретения изделие 3 совпадает с изделием 2 с фиг. 3 и 4, за исключением формы тепловых барьеров 14. В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 14 содержит канал 18, который выдавлен в носителе 10 так, что дно канала 18 выступает от стороны носителя 10, которая противоположна стороне, на которой расположены дискретные объемы курительного материала 20. Действие каждого из каналов 18 заключается в увеличении длины носителя 10 вдоль маршрута, который продолжается от одного из теплопроводных участков 12 до другого из теплопроводных участков 12 через днище канала 18. Указанное увеличивает площадь поверхности носителя у теплового барьера 14 с целью помощи в рассеивании тепла от носителя 10 у теплового барьера 14 и, таким образом, в ухудшении теплопередачи через тепловой барьер 14.
Канал 18 каждого теплового барьера 14 является круглым и окружает один из теплопроводных участков 12 носителя 10. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения канал или несквозное отверстие единственного или каждого теплового барьера 14 носителя 10 может обладать формой, которая отличается от круговой, например, быть многоугольной или эллиптической. В некоторых вариантах осуществления изобретения каналы или несквозные отверстия могут не окружать соответствующие теплопроводные участки 12 носителя 10. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения каналы 18 или несквозные отверстия могут быть линейными или нелинейными, например, дугообразными.
В этом варианте осуществления изобретения каждый тепловой барьер 14 содержит один канал 18 в носителе 10. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения тепловой барьер 14 может содержать более одного канала 18 или несквозного отверстия в носителе 10, например, от двух до тридцати каналов или несквозных отверстий. В некоторых вариантах осуществления изобретения каналы или несквозные отверстия могут обладать вытянутой или щелевидной формой для увеличения площади поверхности носителя 10, чтобы адекватно помочь противодействовать передаче тепла через тепловой барьер 14.
В этом варианте осуществления изобретения теплоизолирующий материал 19 расположен в канале 18 каждого из тепловых барьеров 14. В каждом тепловом барьере 14 теплоизолирующий материал 19 помогает дополнительно уменьшить передачу тепловой энергии от теплопроводного участка 12 на одной стороне теплового барьера 14 по направлению к другой стороне теплового барьера 14. Предпочтительно, чтобы теплопроводность теплоизолирующего материала 19 была меньше теплопроводности воздуха. Теплоизолирующий материал 19 может быть полимерным или пластиковым материалом, таким как полиэфирэфиркетон (PEEK), или целлюлозным материалом, таким как древесина или бумага, или восстановленным табаком. Предпочтительно, чтобы теплопроводность теплоизолирующего материала составляла не более 0,5 Вт/(м·К).
В качестве изменений вариантов осуществления изобретения, которые описаны выше со ссылками на фиг. 3 и 4, теплоизолирующий материал может быть расположен в каналах или несквозных отверстиях тепловых барьеров 14 изделия 2 или его описанных вариантов. Такой теплоизолирующий материал может содержать любой из материалов, которые описаны в предыдущем абзаце.
На фиг. 7 схематично показано поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 4 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 200 системы 2000, которые показаны на фиг. 14 и которые описаны ниже.
Изделие 4 содержит носитель 10, который обладает поверхностью, и курительный материал 20 находится на этой поверхности. В этом варианте осуществления изобретения поверхность представляет собой основную поверхность носителя 10. Курительный материал 20 имеет форму геля или тонкой пленки.
В этом варианте осуществления изобретения носитель 10 является листом алюминия. Алюминий и, таким образом, носитель 10 обладает теплопроводностью, которая составляет по меньшей мере 200 Вт/(м·К), например, примерно 237 Вт/(м·К). Соответственно, при использовании носитель 10 передает тепловую энергию курительному материалу 20 со стороны носителя 10, которая противоположна стороне, на которой расположен курительный материал 20.
В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 20 обладает одинаковой протяженностью или, по существу, одинаковой протяженностью с поверхностью носителя 10. То есть, курительный материал 20 покрывает всю или, по существу, всю поверхность носителя 10. В других вариантах осуществления изобретения указанное может быть не выполнено. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал 20 закрывает большую часть поверхности носителя 10. В других вариантах осуществления изобретения курительный материал 20 содержит несколько дискретных объемов курительного материала на поверхности носителя 10.
Например, на фиг. 8 и 9 показан схематичный вид сверху и схематичное поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 5 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 200 системы 2000, которые показаны на фиг. 14 и которые описаны ниже.
В этом варианте осуществления изобретения изделие 5 совпадает с изделием 4 с фиг. 7, за исключением формы курительного материала 20. В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 20 содержит несколько дискретных объемов курительного материала 20 на поверхности носителя 10. Носитель 10 содержит несколько теплопроводных участков 12, на которых расположены соответствующие дискретные объемы курительного материала 20.
При использовании или изделия 4 с фиг. 7 или изделия 5 с фиг. 8 и 9, тепловая энергия может быть применена к носителю 10 (или к одному из теплопроводных участков 12 носителя 10) на стороне носителя 10, которая противоположна стороне, на которой расположен курительный материал 20. Когда указанное имеет место, тепловую энергию передают с помощью носителя 10 (или теплопроводных участков 12) курительному материалу 20. В результате, по меньшей мере один компонент курительного материала 20 (или дискретный объем курительного материала 20) может быть испарен для вдыхания пользователем.
На фиг. 10 и 11 показан схематичный вид сверху и схематичное поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 6 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 100, которое показано на фиг. 13 и которое описано ниже.
В этом варианте осуществления изобретения изделие 6 совпадает с изделием 1 с фиг. 1 и 2, за исключением формы носителя 10. В этом варианте осуществления изобретения носитель 10 содержит многослойный материал. Многослойный материал содержит слой никеля 10b и слоя алюминия 10а. Слой алюминия 10а расположен между слоем никеля 10b и курительного материалом 20. В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 20 контактирует со слоем алюминия 10а. В других вариантах осуществления изобретения положения слоя алюминия и слоя никеля могут быть поменяны местами, так что слой никеля расположен между слоем алюминия и курительного материалом 20ить. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения курительный материал 20 может контактировать со слоем никеля.
Аналогично изделию с фиг. 1 и 2, носитель 10 содержит несколько теплопроводных участков 12, на которых расположены соответствующие дискретные объемы курительного материала 20. Изделие 6 выполнено так, чтобы один из дискретных объемов курительного материала 20 можно было нагревать при использовании при одновременном блокировании нагревания другого из дискретных объемов курительного материала 20. Более конкретно, между участками 12 носителя 10 и по сравнению с участками 12 носителя 10, форма носителя 10 такова, что образованы тепловые барьеры 14 для блокировки теплопередачи от одного из участков 12 носителя 10 по направлению к другому из участков 12 носителя 10 при использовании.
В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 14 содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга сквозных отверстий или проколов 16 в слое никеля 10b. Аналогично изделию с фиг. 1 и 2, действие сквозных отверстий или проколов 16 заключается в уменьшении площади поперечного сечения носителя 10 у теплового барьера 14, что ухудшает теплопередачу через тепловой барьер 14. Проколы 16 в слое никеля 10b аналогичны по количеству и расположению проколам в носителе 10 изделия 1 с фиг. 1 и 2. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения, как описано выше при рассмотрении изделия 1, могут присутствовать изменения в траектории, на которой расположены проколы, и/или изменения в форме и/или количестве проколов 16.
На фиг. 12 схематично показано поперечное сечение примера изделия, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Изделие 7 выполнено с возможностью использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, при этом упомянутое устройство может быть устройством 200 системы 2000, которые показаны на фиг. 14 и которые описаны ниже.
В этом варианте осуществления изобретения изделие 7 совпадает с изделием 4 с фиг. 7, за исключением формы носителя 10. В этом варианте осуществления изобретения носитель 10 содержит многослойный материал. Многослойный материал содержит слой никеля 10b и слоя бумаги 10а. Слой бумаги 10а расположен между слоем никеля 10b и курительным материалом 20. В этом варианте осуществления изобретения курительный материал 20 контактирует со слоем бумаги 10а. Слой бумаги 10а помогает зафиксировать курительный материал 20 относительно слоя никеля 10b. Участки слоя никеля 10b могут быть нагреты индуктивно и толщина слоя бумаги 10а такова, что позволяет, при использовании, достаточному количеству тепловой энергии проходить от слоя никеля 10b до курительного материала 20, чтобы, таким образом, вызывать испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала 20 для вдыхания пользователем.
В каждом изделии 1, 2, 3, 6, которые показаны на фиг. 1 - 6 и фиг. 10 и 11, носитель 10 содержит нагревающий материал, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля. Далее будет описано устройство 100, с которым могут быть использованы эти изделия 1, 2, 3, 6 и которое содержит генераторы магнитного поля, выполненные с возможностью выработки изменяющихся магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки 12 носителя 10 при использовании.
На фиг. 13 схематично показано поперечное сечение примера системы, соответствующей одному варианту осуществления изобретения. Система 1000 содержит устройство 100 и изделие 1 с фиг. 1 и 2. Устройство 100 выполнено с возможностью нагревания курительного материала 20 изделия 1 с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20. Для краткости, изделие 1 не будет подробно описано повторно. Любое из описанных выше возможных изменений изделия 1 с фиг. 1 и 2 может быть использовано в изделии 1 системы 1000 с фиг. 13 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления системы. Аналогично, изделие 1 с фиг. 1 и 2 может быть заменено в системе 1000 одним из изделий 2, 3, 6, которые показаны на фиг. 3 - 6, 10 и 11 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления системы.
Устройство 100 содержит зону 110 нагревания для расположения по меньшей мере участка изделия 1 и нагревательное устройство 120 для нагревания теплопроводных участков 12 носителя 10 изделия 1, когда изделие 1 расположено в зоне 110 нагревания.
В этом варианте осуществления изобретения зона 110 нагревания содержит выемку для расположения изделия 1. Изделие 1 может быть выполнено с возможностью вставки пользователем в зону 110 нагревания любым подходящим образом, таким как через паз в стенке устройства 100 или с помощью перемещения участка устройства, такого как рассмотренный ниже мундштук, для получения доступа к зоне 110 нагревания. В других вариантах осуществления изобретения зона 110 нагревания может отличаться от выемки, например, быть полкой, поверхностью или выступом, и может требовать механического сопряжения с изделием 1 для взаимодействия с изделием или расположения изделия 1. В этом варианте осуществления изобретения размеры и форма зоны 110 нагревания выполнены так, чтобы в ней можно было расположить все изделие 1. В других вариантах осуществления изобретения размеры зоны 110 нагревания таковы, что при использовании возможно расположить только участок изделия.
Устройство 100 содержит выходное отверстие 140, чтобы позволить испаренным компонентам курительного материала 20 выходить из зоны 110 нагревания наружу устройства 100, когда при использовании курительный материал 20 нагревают в зоне 110 нагревания. В этом варианте осуществления изобретения выходное отверстие 140 выполнено в виде мундштука для размещения во рту пользователя. Устройство 100 также содержит входное отверстие 150 для воздуха, благодаря которому зона 110 нагревания сообщается с пространством, находящимся снаружи устройства 100. При использовании пользователь может быть способен вдохнуть испаренный компонент (компоненты) курительного материала 20 путем втягивания испаренного компонента (компонентов) через выходное отверстие 140. Когда испаренный компонент (компоненты) извлечен из зоны 110 нагревания, воздух может быть втянут в зону 110 нагревания через входное отверстие 150.
Нагревательное устройство 120 содержит несколько нагревателей 121, 122, которые выполнены с возможностью нагревания, при использовании, соответствующих теплопроводных участков 12а, 12b носителя 10 изделия 1. Как отмечено выше при рассмотрении фиг. 1 и 2, теплопроводные участки 12а, 12b носителя 10 выполнены из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению соответствующих изменяющихся магнитных полей. В этом варианте осуществления изобретения нагреватели 121, 122 содержат соответствующие генераторы 121, 122 магнитного поля, которые выполнены с возможностью выработки изменяющихся (таких, как переменные) магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки 12а, 12b при использовании. Более конкретно, генераторы 121, 122 магнитного поля содержат соответствующие катушки 121, 122.
Катушки 121, 122 могут обладать любой подходящей формой. В этом варианте осуществления изобретения каждая из катушек 121, 122 содержит плоскую катушку из электропроводящего материала, такого как медь. То есть, катушки являются двумерными спиралями. В этом варианте осуществления изобретения катушки, по существу, являются круглыми, но в других вариантах осуществления изобретения они могут принимать другую форму, такую как, в общем, квадратная форма. В других вариантах осуществления изобретения катушки могут принимать другие формы, такие как винтовые катушки из электропроводящего материала.
Устройство 100, соответствующее этому варианту осуществления изобретения, содержит печатную плату 130, на которой или в которой расположены катушки 121, 122. Катушки могут быть выполнены на печатной плате 130. Эта конструкция может быть сравнительно недорогой, она позволяет встраивать много катушек в одну печатную плату и/или с электронными схемами возбуждения образовывать одно полупроводниковое устройство, которое может эффективно использовать пространство и может быть доступно для массового изготовления, например, с использованием производственных линий, которые уже установлены, для изготовления пассивных печатных плат. Дополнительно, было обнаружено, что такая конструкция очень хороша с точки зрения воспроизводимости свойств (например, комплексного и фактического сопротивления).
Устройство 100, соответствующее этому варианту осуществления изобретения, содержит контроллер 124, выполненный с возможностью управления работой нагревателей 121, 122. Устройство дополнительно содержит источник 126 электрической энергии, который соединен с контроллером 124. При использовании, контроллер 124 может побуждать изменяющийся электрический ток, такой как переменный ток, проходить от источника 126 электрической энергии через катушки 121, 122, таким образом, побуждая катушки вырабатывать соответствующие изменяющиеся магнитные поля.
В этом варианте осуществления изобретения контроллер 124 содержит интегральную схему (IC), такую как IC на печатной плате (PCB). В других вариантах осуществления изобретения контроллер 124 может принимать другую форму. В этом варианте осуществления изобретения пользователь управляет контроллером 124 с помощью пользовательского интерфейса (не показан) устройства 100. Пользовательский интерфейс 118 может содержать нажимную кнопку, переключатель, сенсорный экран или подобное.
Источник 126 электроэнергии, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, является аккумуляторной батареей. В других вариантах осуществления изобретения источник 126 электроэнергии может не быть аккумуляторной батареей, а быть, например, неперезаряжаемой батареей, конденсатором, гибридным устройством из батареи и конденсатора или соединением с источником сетевого электричества.
Соответственно, когда при использовании изделие 1 расположено в зоне 110 нагревания, пользователь так управляет пользовательским интерфейсом, что контроллер 124 побуждает переменный электрический ток проходить через каждую из катушек 121, 122, чтобы побудить катушки 121, 122 вырабатывать соответствующие переменные магнитные поля. Катушки 121, 122 и теплопроводные участки 12а, 12b носителя 10 изделия 1 расположены подходящим образом друг относительно друга, так что изменяющиеся магнитные поля, выработанные катушками 121, 122, проникают в соответствующие теплопроводные участки 12а, 12b носителя 10 изделия 1. Когда нагревающий материал участков 12а, 12b носителя 10 является электропроводящим материалом, как в этом варианте осуществления изобретения, это является причиной выработки в нагревающем материале одного или нескольких вихревых токов. Течение вихревых токов в нагревающем материале при электрическом сопротивлении нагревающего материала вызывает джоулево нагревание нагревающего материала. Далее, когда нагревающий материал выполнен из магнитного материала, как в этом варианте осуществления изобретения, ориентация магнитных диполей в нагревающем материале изменяется в соответствии с изменением приложенного магнитного поля, что порождает выработку теплоты в нагревающем материале.
Контроллер 124, соответствующий этому варианту осуществления изобретения, выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного из нагревателей 121, 122 независимо по меньшей мере от другого из нагревателей 121, 122. Следовательно, например, контроллер 124 может управлять первым из нагревателей 121, 122 с целью индуктивного нагревания первого 12а из теплопроводных участков 12 носителя 10. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала 20а на этом первом участке 12а носителя 10 и образование в нем аэрозоля. С течением времени, контроллер 124 может управлять вторым из нагревателей 121, 122 с целью индуктивного нагревания второго 12b из теплопроводных участков 12 носителя 10. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала 20b на этом втором участке 12b носителя 10 и образование в нем аэрозоля. Соответственно, с течением времени обеспечивается постепенное нагревание изделия 1 и, таким образом, курительного материала 20 изделия 1.
В этом варианте осуществления изобретения первый нагреватель 121 и первый теплопроводный участок 12а носителя 10 расположены ближе к выходному отверстию 140 по сравнению со вторым нагревателем 122 и вторым теплопроводным участком 12b носителя 10. Это помогает образованию аэрозоля и его сравнительно быстрому высвобождению из изделия 1 в месте, которое находится сравнительно близко к выходному отверстию 140, с целью вдоха пользователем, и одновременно обеспечивает зависимое от времени высвобождение аэрозоля, так что аэрозоль продолжает образовываться и высвобождаться даже после того, как курительный материал 20 в первом участке 12а носителя 10 прекращает вырабатывать аэрозоль. Такое прекращение выработки аэрозоля может иметь место из-за исчерпания испаренных компонентов в курительном материале 20 в первом участке 12а носителя 10.
Устройство 100 может содержать датчик температуры (не показан), выполненный с возможностью измерения температуры зоны 110 нагревания или изделия 1. Датчик температуры может быть соединен с контроллером 124 с возможностью осуществления связи, так что контроллер 124 способен отслеживать температуру. На основе одного или нескольких сигналов, принятых от датчика температуры, контроллер 124 может, при необходимости, регулировать характеристику изменяющегося или переменного электрического тока, проходящего через катушки 121, 122, чтобы обеспечить то, что температура курительного материала 20 остается в заранее заданном диапазоне температур. Упомянутая характеристика, например, может быть амплитудой или частотой, или рабочим циклом. В рамках этого заранее заданного диапазона температур, при использовании, курительный материал 20 нагревается достаточно для того, чтобы испарить, по меньшей мере, один компонент курительного материала 20 без сжигания курительного материала 20. Соответственно, контроллер 124 и устройство 100 в целом выполнены с возможностью нагревания курительного материала 20 с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента курительного материала 20 без сжигания курительного материала 20. В некоторых вариантах осуществления изобретения, упомянутый диапазон температур составляет примерно от 50°C до примерно 350°C, например, примерно от 50°C до примерно 250°C, примерно от 50°C до примерно 150°C, примерно от 50°C до примерно 120°C, примерно от 50°C до примерно 100°C, примерно от 50°C до примерно 80°C или примерно от 60°C до примерно 70°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения упомянутый диапазон температур составляет примерно от 170°C до примерно 220°C. В других вариантах осуществления изобретения диапазон температур может отличаться от указанного диапазона. В некоторых вариантах осуществления изобретения верхний предел диапазона температур может превосходить 300°C. В некоторых вариантах осуществления изобретения датчик температуры может отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может обладать температурой Кюри, выбранной на основе максимальной температуры, до которой желательно нагреть нагревающий материал, так что затрудняется или предотвращается дополнительное нагревание нагревающего материала выше этой температуры с помощью индукционного нагревания.
На фиг. 14 схематично показано поперечное сечение примера другой системы, соответствующей одному варианту осуществления изобретения. Система 2000 содержит устройство 200 и изделие 5 с фиг. 8 и 9. Устройство 200 выполнено с возможностью нагревания курительного материала 20 изделия 5 с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20. Для краткости, изделие 5 не будет подробно описано повторно. Любое из описанных выше возможных изменений изделия 5 с фиг. 8 и 9 может быть использовано в изделии 5 системы 2000 с фиг. 14 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления системы. Аналогично, изделие 5 с фиг. 8 и 9 может быть заменено в системе 2000 одним из изделий 4, 7, которые показаны на фиг. 7 и 12 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления системы.
Устройство 200 с фиг. 14 аналогично устройству 100 системы 1000 с фиг. 13 за исключением того, что устройство 100 выполнено с возможностью индуктивного нагревания теплопроводных участков 12а, 12b носителя 10 изделия 1 благодаря проникновению в теплопроводные участки 12 изменяющегося (например, переменного) магнитного поля, а устройство 200 с фиг. 14 нагревает теплопроводные участки 12 носителя 10 изделия 5 благодаря теплопередаче. То есть, в системе 2000 с фиг. 14 устройство 200 применяет тепловую энергию к теплопроводным участкам 12а, 12b изделия 5 с целью нагревания курительного материала 20.
Устройство 200 содержит зону 110 нагревания для расположения по меньшей мере участка изделия 5 и подложки 30, которая содержит несколько теплопроводных участков 32а, 32b. Между участками 32а, 32b подложки 30, форма подложки такова, что создает тепловой барьер 34 для блокировки теплопередачи от одного из участков 32а, 32b подложки 30 по направлению к другому из участков 32а, 32b подложки 30 при использовании. В этом варианте осуществления изобретения форма подложки 30 такова, что образован тепловой барьер 34 между участками 32а, 32b подложки 30 и по сравнению с участками 32а, 32b подложки 30. Каждый из теплопроводных участков 32а, 32b подложки 30 выполнен из нагревающего материала, который может быть нагрет благодаря проникновению изменяющегося магнитного поля. В этом варианте осуществления изобретения подложка 30 (и, таким образом, теплопроводные участки 32а, 32b подложки 30) содержит сталь, которая покрыта никелем для помощи в предотвращении коррозии. В других вариантах осуществления изобретения подложка 30 (и, таким образом, теплопроводные участки 32а, 32b подложки 30) содержит алюминий. Алюминий может быть покрыт никелем, снова для помощи в предотвращении коррозии.
В этом варианте осуществления изобретения подложка 30 содержит двенадцать теплопроводных участков 32a, 32b и форма подложки 30 такова, что образованы тепловые барьеры 34 между соответствующими парами участков 32a, 32b подложки 30. Более конкретно, форма подложки 30 такова, что образовано несколько тепловых барьеров 34, которые окружают соответствующие отдельные теплопроводные участки 32a, 32b подложки 30. Следовательно, любой конкретный один или несколько из участков 32a, 32b при использовании могут быть нагреты без нагревания любого из других участков 32a, 32b подложки 30 или без существенного нагревания любого из других участков 32a, 32b подложки 30.
В этом варианте осуществления изобретения двенадцать теплопроводных участков 32a, 32b подложки 30 расположены в два ряда по шесть. Следовательно, теплопроводные участки 32a, 32b расположены в виде двумерного массива. В других вариантах осуществления изобретения подложка 30 может содержать большее или меньшее количество теплопроводных участков 32a, 32b, и в некоторых вариантах осуществления изобретения участки 32a, 32b могут быть расположены, например, в виде одномерного массива. То есть, все теплопроводные участки 32a, 32b подложки 30 могут быть выровнены друг относительно друга в виде одного ряда, который может быть прямым или линейным рядом.
В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 34 в подложке 30 содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга сквозных отверстий или проколов в подложке 30. Действие сквозных отверстий или проколов заключается в уменьшении площади поперечного сечения подложки 30 у теплового барьера 34, что ухудшает теплопередачу через тепловой барьер 34. Наличие воздуха в сквозных отверстиях или проколах также может внести вклад в свойства тепловой изоляции. Проколы каждого теплового барьера 34 расположены по круговой траектории, которая окружает один из теплопроводных участков 32a, 32b подложки 30. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения траектория может отличаться от круговой, например, быть многоугольной или эллиптической. В этом варианте осуществления изобретения каждый из проколов является круглым. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения один или несколько проколов теплового барьера 34 могут обладать другой, не круглой формой, такой как многоугольная, эллиптическая или вытянутая или щелевидная форма.
В этом варианте осуществления изобретения каждый из тепловых барьеров 34 содержит восемь сквозных отверстий или проколов в подложке 30. То есть, на траектории, в общем, присутствует восемь отверстий. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения один или каждый из тепловых барьеров 34 может содержать большее количество сквозных отверстий или проколов в подложке 30, например, от двадцати до тридцати отверстий. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или каждый из тепловых барьеров 34 может содержать меньшее количество отверстий в подложке 30. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения тепловой барьер 34 может содержать или может состоять только из одного или двух отверстий в подложке 30. В таком варианте осуществления изобретения сквозное отверстие (отверстия) могут обладать вытянутой или щелевидной формой в плоскости подложки 30, чтобы существенно противодействовать передаче тепла через тепловой барьер 34.
Проколы могут быть выполнены с помощью лазерного травления подложки 30, путем пробивания подложки 30 или с помощью любого другого подходящего способа.
В некоторых изменениях этого варианта осуществления изобретения, единственный или каждый тепловой барьер 34 подложки 30 может содержать один или несколько каналов или несквозных отверстий в подложке 30. Один или несколько каналов или несквозных отверстий могут быть выполнены в дополнение или вместо сквозного отверстия (отверстий) или проколов, которые рассмотрены выше.
Устройство 200 также содержит нагревательное устройство 120, выполненное с возможностью нагревания одного или подмножества теплопроводных участков 32a, 32b подложки 30, чтобы, таким образом, нагревать участки зоны 110 нагревания. Нагревательное устройство 120 устройства 200 с фиг. 14 совпадает с нагревательным устройством 120 устройство 100 с фиг. 13. Тем не менее, вместо расположения для индуктивного нагревания теплопроводных участков изделия 5, которое находится в зоне 110 нагревания, нагревательное устройство 120 устройства 200 с фиг. 14 используют для индуктивного нагревания теплопроводных участков 32a, 32b подложки 30 устройства 200. То есть, несколько нагревателей 121, 122 содержат соответствующие генераторы магнитного поля, которые выполнены с возможностью выработки изменяющихся магнитных полей для проникновения в соответствующие теплопроводные участки 32а, 32b подложки 30 при использовании. Тепло, выработанное теплопроводными участками 32а, 32b подложки 30, проходит к изделию 5 в зоне 110 нагревания благодаря теплопередаче.
Соответственно, носитель 10 изделия 5, с которым может быть использовано устройство 200, не нужно выполнять из материала, который может быть индуктивно нагрет, с целью нагревания курительного материала 20 до температуры, которой достаточно для испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20. Указанное может позволить выполнить носитель 10 из более дешевого или более доступного материала.
Аналогично контроллеру 124 устройства 100, контроллер 124 устройства 200 выполнен с возможностью управления работой по меньшей мере одного из нескольких нагревателей 121, 122 независимо по меньшей мере от другого из нескольких нагревателей 121, 122. Таким образом, устройство 200 может быть использовано для обеспечения постепенного нагревания изделия 5 и, таким образом, курительного материала 20 изделия 5 с течением времени, аналогично устройству 100 с фиг. 13.
Например, контроллер 124 может управлять первым из нагревателей 121, 122 с целью индуктивного нагревания первого 32а из теплопроводных участков 32 подложки 30. Указанное в свою очередь побуждает нагреваться с помощью теплопередачи первый теплопроводный участок 12а носителя 10 изделия 5, который расположен рядом с первый теплопроводным участком 32а подложки 30. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала 20а на этом первом участке 12а носителя 10 и образование в нем аэрозоля. С течением времени, контроллер 124 может управлять вторым из нагревателей 121, 122 с целью индуктивного нагревания второго 32b из теплопроводных участков 32 подложки 30. Указанное в свою очередь побуждает нагреваться с помощью теплопередачи второй теплопроводный участок 12b носителя 10 изделия 5, который расположен рядом со вторым теплопроводным участком 32b подложки 30. Указанное запускает испарение по меньшей мере одного компонента курительного материала 20b на этом втором участке 12b носителя 10 и образование в нем аэрозоля.
Изделие 5 с фиг. 8 и 9 может быть заменено в системе 2000 одним из изделий 1, 2, 3, 6, которые показаны на фиг. 1 - 6, 10 и 11 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления системы. В таких системах изделие и устройство 200 могут быть так расположены друг относительно друга, что теплопроводные участки 12 носителя 10 изделия 1, 2, 3, 6 выровнены с теплопроводными участками 32а, 32b подложки 30 устройства 200, когда изделие 1, 2, 3, 6 находится в зоне 110 нагревания.
В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 100, 200 продают, подают или другим образом предоставляют отдельно от изделия 1, 2, 3, 4, 5, 6, с которым может быть использовано устройство 100, 200. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 100, 200 и одно или несколько изделий 1, 2, 3, 4, 5, 6 могут быть предоставлены вместе как система, например, в виде набора или устройства в сборе, возможно с дополнительными компонентами, такими как принадлежности для чистки.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения изделие 1, 2, 3, 4, 5, 6 является одноразовым изделием. При исчерпании всего или, по существу, всего испаряемого компонента (компонентов) курительного материала 20 в изделии 1, 2, 3, 4, 5, 6 пользователь может извлечь изделие 1, 2, 3, 4, 5, 6 из устройства 100, 200 и избавиться от изделия 1, 2, 3, 4, 5, 6. В дальнейшем пользователь может повторно использовать устройство 100, 200 с другим изделием из изделий 1, 2, 3, 4, 5, 6. Тем не менее, в других соответствующих вариантах осуществления изобретения изделие может не быть одноразовым и от устройства и изделия можно избавиться вместе при исчерпании испаряемого компонента (компонентов) курительного материала.
Например, на фиг. 15 схематично показано поперечное сечение примера другого устройства, соответствующего одному варианту осуществления изобретения. Само устройство 300 содержит изделие 1 с фиг. 1 и 2, и устройство 300 выполнено с возможностью нагревания курительного материала 20 изделия 1 с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20. Для краткости, изделие 1 не будет подробно описано повторно. Любое из описанных выше возможных изменений изделия 1 с фиг. 1 и 2 может быть использовано в изделии 1 устройства 300 с фиг. 15 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления устройства. Аналогично, изделие 1 с фиг. 1 и 2 может быть заменено в устройстве 300 одним из изделий 2, 3, 6, которые показаны на фиг. 3 - 6, 10 и 11 с целью образования соответствующих отдельных вариантов осуществления устройства.
Устройство 300 с фиг. 15 аналогично устройству 100 системы 1000 с фиг. 13 за исключением того, что устройство 100 выполнено так, чтобы пользователь может вставить изделие 1 в зону 110 нагревания, а в устройстве 300 с фиг. 15 пользователь не может вставить изделие 1 в зону 110 нагревания. То есть, в устройстве 300 с фиг. 15 изделие 1 является неотъемлемой частью устройства 300. Соответственно, при использовании нагревательное устройство 120 устройства 300 используют для индуктивного нагревания теплопроводных участков 12a, 12b носителя 10 изделия 1, таким образом, с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала 20a, 20b, который расположен на теплопроводных участках 12a, 12b носителя 10, и образования аэрозоля. Контроллер 124 устройства 300 может оказывать влияние на постепенное нагревание изделия 1 и, таким образом, курительного материала 20 изделия 1 с течением времени, аналогично тому, как описано выше. Устройство 300 может быть так использовано, что аэрозоль продолжает образовываться и высвобождаться с течением времени, например, до исчерпания в курительном материале 20а, 20b компонентов, которые можно испарить.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения нагревающий материал является сталью. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: электропроводящий материал, магнитный материал и магнитный электропроводящий материал. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать металл или сплав металла. В некоторых вариантах осуществления изобретения нагревающий материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из следующего: алюминий, золото, железо, никель, кобальт, электропроводящий углерод, графит, простая углеродистая сталь, нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, медь и бронза. В других вариантах осуществления изобретения может быть использован другой нагревающий материал (материалы). Было обнаружено, что, когда в качестве нагревающего материала используют магнитный электропроводящий материал, при использовании может быть улучшено магнитное взаимодействие магнитного электропроводящего материала и электромагнита устройства. Помимо возможного нагревания благодаря магнитному гистерезису, указанное может привести к большему или улучшенному джоулевому нагреванию нагревающего материала и, таким образом, большему или улучшенному нагреванию курительного материала.
Нагревающий материал может обладать толщиной поверхностного слоя, который является внешней зоной и в котором имеет место большая часть индуцированного электрического тока и/или индуцированной переориентации магнитных диполей. Благодаря обеспечению того, что нагревающий материал обладает сравнительно малой толщиной, большая доля нагревающего материала может быть нагрета при заданном изменяющемся магнитном поле по сравнению с нагревающим материалом со сравнительно большой глубиной или толщиной по сравнению с другими размерами нагревающего материала. Таким образом, достигается более эффективное использование материала и, в свою очередь, уменьшаются затраты.
Во многих описанных выше вариантах осуществления изобретения теплопроводный участок (участки) 12, 32 носителя 10 или подложки 30 нагревают индуктивно благодаря проникновению в теплопроводный участок (участки) 12, 32 изменяющегося (например, переменного) магнитного поля. В других вариантах осуществления изобретения нагревательное устройство 120 устройства 100, 200, 300 может не содержать индукционного нагревателя. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения электрическая энергия в нагревателях 121, 122 может быть преобразована напрямую в тепловую энергию для нагревания теплопроводного участка (участков) 12, 32 носителя 10 или подложки 30. То есть, нагреватели 121, 122 могут так нагреваться, что теплопроводный участок (участки) 12, 32 носителя 10 или подложки 30 нагревают с помощью процесса, который включает в себя только теплопередачу, вместо индукции.
Как отмечено выше, участок (участки) 12, 32 носителя 10 или подложки 30 являются теплопроводными. Для обеспечения того, что эти участки являются достаточно теплопроводными, предпочтительно, чтобы носитель 10 или подложка 30 содержали материал, теплопроводность которого составляет по меньшей мере 10 Вт/(м·К). Более предпочтительно, чтобы теплопроводность составляла по меньшей мере 90 Вт/(м·К). Еще более предпочтительно, чтобы теплопроводность составляла по меньшей мере 200 Вт/(м·К). Примеры материалов и соответствующие теплопроводности для носителя 10 и/или подложки 30 приведены ниже: серебро (429 Вт/(м·К)), медь (401 Вт/(м·К)), золото (310 Вт/(м·К)), латунь (109 Вт/(м·К)), никель (91 Вт/(м·К)), платина (70 Вт/(м·К)), литейный чугун (55 Вт/(м·К)), углеродистая сталь (максимум 0,5% углерода) (54 Вт/(м·К)) и углеродистая сталь (максимум 1,5% углерода) (36 Вт/(м·К)). Чем лучше теплопроводный участок 12, 32 проводит тепло, тем легче тепло может распространяться в участке 12, 32, что может, при использовании, помочь увеличить равномерность нагревания участка 12, 32. Тем не менее, если теплопроводный участок 12, 32 является сравнительно менее теплопроводным, сравнительная равномерность нагревания участка 12, 32 может быть достигнута благодаря использованию плоской катушки (катушек), которая описана в настоящем документе и которая порождает индуктивное нагревание. То есть, если источник тепла имеет форму плоской равномерной пластины, что характерно для плоской катушки, то теплопроводность участка 12, 32 обычно имеет меньшую важность.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения курительный материал содержит табак. Тем не менее, в соответствующих модификациях каждого из этих вариантов осуществления изобретения, курительный материал может состоять из табака, может состоять, по существу, только из табака, может содержать табак и курительный материал, который отличен от табака, может содержать курительный материал, который отличен от табака, или может не содержать табака. В некоторых вариантах осуществления изобретения курительный материал может содержать пар или образующее аэрозоль вещество или увлажнитель, такой как глицерин, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
В каждом из описанных выше вариантов осуществления изобретения курительный материал имеет форму геля или тонкой пленки. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения курительный материал может обладать другой формой. Например, курительный материал может иметь вид жидкости или не быть жидкостью, например, быть твердым материалом.
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано с помощью иллюстрации и примеров разных вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение и в которых предложены превосходные изделия для использования с устройством для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала, превосходное устройство для нагревания курительного материала с целью испарения по меньшей мере одного компонента курительного материала и превосходные системы, содержащие такое изделие и такое устройство. Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленных и другим образом описанных признаков. Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема и/или идеи настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.