Генерирующее аэрозоль устройство с сусцепторным слоем
Группа изобретений относится к генерирующему аэрозоль устройству и генерирующей аэрозоль системе. Генерирующее аэрозоль устройство содержит кожух, образующий камеру для размещения по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия, катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части указанной камеры, удлиненный сусцепторный элемент, выступающий в указанную камеру, и источник питания и контроллер, соединенные с катушкой индуктивности и выполненные с возможностью подачи переменного электрического тока на катушку индуктивности так, что при использовании катушка индуктивности генерирует переменное магнитное поле для нагрева удлиненного сусцепторного элемента и, таким образом, нагрева по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в указанной камере. Удлиненный сусцепторный элемент содержит удлиненный опорный корпус и по меньшей мере одну нагревательную часть, образованную сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса. Удлиненный опорный корпус выполнен из теплоизоляционного материала. Сусцепторный слой содержит один или более сусцепторных материалов. Обеспечивается возможность легкого изменения размера и/или местоположения нагревательной части путем изменения размера и/или местоположения сусцепторного слоя. Также обеспечивается возможность изготовления корпуса из несусцепторного материала и уменьшение степени нагрева кожуха генерирующего аэрозоль устройства во время использования. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству. В частности, настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль устройству, имеющему индукционный нагреватель для нагрева генерирующего аэрозоль изделия с помощью сусцептора. Настоящее изобретение также относится к генерирующей аэрозоль системе, содержащей такое генерирующее аэрозоль устройство в сочетании с генерирующим аэрозоль изделием для использования с указанным генерирующим аэрозоль устройством
В уровне техники было предложено несколько электрических генерирующих аэрозоль систем (см., например, публикацию заявки на патент США № 2017/0055580), в которых генерирующее аэрозоль устройство, имеющее электрический нагреватель, используется для нагрева образующего аэрозоль субстрата, такого как табачная заглушка. Одна из целей таких генерирующих аэрозоль систем состоит в снижении количества известных вредных компонентов дыма, образующихся в результате горения и пиролитического разложения табака в обычных сигаретах. Обычно образующий аэрозоль субстрат обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия, которое вставляют в указанную камеру или полость в генерирующем аэрозоль устройстве. В некоторых известных системах, для нагрева образующего аэрозоль субстрата до температуры, при которой он способен выделять летучие компоненты, способные образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент, такой как нагревательное лезвие, вставляется в образующий аэрозоль субстрат или располагается вокруг него при размещении генерирующего аэрозоль изделия в генерирующем аэрозоль устройстве. В других генерирующих аэрозоль системах вместо резистивного нагревательного элемента используется индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель обычно содержит катушку индуктивности, образующую часть генерирующего аэрозоль устройства, и проводящий сусцепторный элемент, расположенный таким образом, что он находится в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату. Во время использования катушка индуктивности генерирует переменное магнитное поле для создания вихревых токов и потерь на гистерезис в сусцепторном элементе, обеспечивая нагрев сусцепторного элемента и таким образом нагревая образующий аэрозоль субстрат. Сусцепторный элемент обычно выполнен из цельного фрагмента сусцепторного материала, например, в форме штифта или лезвия. Это может затруднить изготовление сусцепторных элементов с разными конфигурациями.
Было бы желательно создать такое генерирующее аэрозоль устройство, в котором были бы частично или полностью устранены вышеуказанные проблемы известных систем.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено генерирующее аэрозоль устройство, содержащее: кожух, образующий камеру для размещения по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия; катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части указанной камеры; удлиненный сусцепторный элемент, выступающий в указанную камеру; источник питания и контроллер, соединенные с катушкой индуктивности и выполненные с возможностью подачи переменного электрического тока на катушку индуктивности таким образом, чтобы при использовании катушка индуктивности генерировала переменное магнитное поле для нагрева удлиненного сусцепторного элемента и, таким образом, нагрева по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в указанной камере. Удлиненный сусцепторный элемент содержит удлиненный опорный корпус и по меньшей мере один нагревательный участок, образованный сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса. Удлиненный опорный корпус выполнен из теплоизоляционного материала, и сусцепторный слой содержит один или более сусцепторных материалов.
В контексте данного документа термин «продольный» используется для описания направления вдоль главной оси генерирующего аэрозоль устройства, генерирующего аэрозоль изделия или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия, и термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению. При упоминании указанной камеры термин «продольный» относится к направлению, в котором генерирующее аэрозоль изделие вставляют в указанную камеру, и термин «поперечный» относится к направлению, перпендикулярному направлению, в котором генерирующее аэрозоль изделие вставляют в указанную камеру.
В целом, указанная камера будет иметь открытый конец, в который вставляют генерирующее аэрозоль изделие, и закрытый конец, противоположный открытому концу. В таких вариантах осуществления продольное направление представляет собой направление, проходящее между открытым и закрытым концами. В некоторых вариантах осуществления продольная ось указанной камеры параллельна продольной оси генерирующего аэрозоль устройства. Например, если открытый конец указанной камеры расположен на ближнем конце генерирующего аэрозоль устройства. В других вариантах осуществления продольная ось указанной камеры находится под углом к продольной оси генерирующего аэрозоль устройства, например, она поперечна продольной оси генерирующего аэрозоль устройства. Например, в случае, если открытый конец указанной камеры расположен вдоль одной стороны генерирующего аэрозоль устройства, так что генерирующее аэрозоль изделие может быть вставлено в указанную камеру в направлении, которое перпендикулярно продольной оси генерирующего аэрозоль устройства.
В контексте данного документа термин «ближний» относится к пользовательскому концу или к мундштучному концу генерирующего аэрозоль устройства, и термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу. При упоминании указанной камеры или катушки индуктивности термин «ближний» относится к области, ближайшей к открытому концу указанной камеры, и термин «дальний» относится к области, ближайшей к закрытому концу. Концы генерирующего аэрозоль устройства или указанной камеры могут также именоваться относительно направления, в котором воздух протекает через генерирующее аэрозоль устройство. Ближний конец может именоваться «расположенным дальше по ходу потока» концом курительного изделия, и дальний конец может именоваться «расположенным раньше по ходу потока» концом курительного изделия.
В контексте данного документа термин «длина» относится к основному размеру в продольном направлении генерирующего аэрозоль устройства, генерирующего аэрозоль изделия или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия.
В контексте данного документа термин «ширина» относится к основному размеру в поперечном направлении генерирующего аэрозоль устройства, генерирующего аэрозоль изделия или компонента генерирующего аэрозоль устройства или генерирующего аэрозоль изделия в конкретном месте вдоль его длины. Термин «толщина» относится к размеру в поперечном направлении, перпендикулярном ширине.
В контексте данного документа термин «образующий аэрозоль субстрат» относится к субстрату, способному выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут выделяться в результате нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат представляет собой часть генерирующего аэрозоль изделия.
В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль изделие» относится к изделию, содержащему образующий аэрозоль субстрат, способный выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, генерирующее аэрозоль изделие может представлять собой изделие, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, осуществляющим затяжку или вдох на мундштуке на ближнем или пользовательском конце системы. Генерирующее аэрозоль изделие может быть одноразовым. Изделие, содержащее образующий аэрозоль субстрат, содержащий табак, именуется табачной палочкой.
В контексте данного документа термин «генерирующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с генерирующим аэрозоль изделием для генерирования аэрозоля.
В контексте данного документа термин «генерирующая аэрозоль система» относится к комбинации генерирующего аэрозоль изделия, которое описано и проиллюстрировано ниже в данном документе, с генерирующим аэрозоль устройством, которое описано и проиллюстрировано ниже в данном документе. В указанной системе генерирующее аэрозоль изделие и генерирующее аэрозоль устройство взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.
В контексте данного документа термин «удлиненный» относится к компоненту, длина которого больше, чем его ширина и толщина, например, вдвое больше.
В контексте данного документа термин «сусцепторный элемент» обозначает проводящий элемент, который нагревается под действием переменного магнитного поля. Это может быть результатом вихревых токов, наводимых в сусцепторном элементе, и/или потерь на гистерезис. Во время использования сусцепторные элементы располагаются в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в камере генерирующего аэрозоль устройства. В результате образующий аэрозоль субстрат нагревается сусцепторными элементами таким образом, что образуется аэрозоль.
Благодаря обеспечению сусцепторного элемента, содержащего удлиненный опорный корпус и нагревательную часть, образованную сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности легкого изменения размера и/или местоположения нагревательной части путем изменения размера и/или местоположения сусцепторного слоя. Размер и конфигурация нижележащего опорного корпуса могут оставаться неизменными. Это позволяет обеспечить более гибкий процесс изготовления. Кроме того, благодаря обеспечению сусцепторного слоя на внешней поверхности опорного корпуса обеспечивается возможность выполнения опорного корпуса из несусцепторного материала, который может быть легче или дешевле, чем сусцепторный материал. Удлиненный опорный корпус выполнен из теплоизоляционного материала. Таким образом обеспечивается возможность того, что тепло, генерируемое в сусцепторном слое, будет оставаться сконцентрированным в нагревательной части. В результате обеспечивается возможность снижения количества тепла, теряемого на нагрев других компонентов генерирующего аэрозоль устройства. Например, таким образом обеспечивается возможность уменьшения степени нагрева кожуха генерирующего аэрозоль устройства во время использования.
В контексте данного документа термины «теплоизоляционный» и «термически изолирующий» используются для обозначения материала, имеющего объемную теплопроводность менее чем приблизительно 50 милливатт на метр-Кельвин (мВт/(м⋅К)) при температуре 23°C и относительной влажности 50%, при измерении с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Использование индукционного нагрева имеет преимущество, состоящее в том, что нагревательный элемент, в данном случае сусцепторный элемент, не нуждается в электрическом соединении с любыми другими компонентами, что исключает необходимость в припое или других связующих элементах для нагревательного элемента. Кроме того, катушка индуктивности обеспечена в виде части генерирующего аэрозоль устройства, что обеспечивает возможность создания простого, недорогого и надежного генерирующего аэрозоль изделия. Генерирующие аэрозоль изделия обычно являются сменными и производятся в намного больших количествах, чем генерирующие аэрозоль устройства, с которыми они работают. Соответственно, снижение стоимости генерирующих аэрозоль изделий, даже если это требует более дорогого устройства, обеспечивает возможность значительной экономии средств как для производителей, так и для потребителей.
Кроме того, использование индукционного нагрева вместо резистивной катушки обеспечивает возможность улучшенного преобразования энергии, поскольку отсутствуют потери энергии, связанные с резистивной катушкой, в частности потери из-за контактного сопротивления в местах соединений между резистивной катушкой и источником питания.
Использование катушки индуктивности, а не резистивной катушки, обеспечивает преимущество, состоящее в продлении срока службы генерирующего аэрозоль устройства, поскольку собственно катушка индуктивности подвергается минимальному нагреву во время использования генерирующего аэрозоль устройства. Сусцепторный слой может содержать фольгу или пленку из сусцепторного материала, нанесенную на внешнюю поверхность опорного корпуса. Например, фольгу или пленку из сусцепторного материала, которая приклеена или приварена к внешней поверхности опорного корпуса.
Сусцепторный слой может представлять собой сусцепторное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса. Например, сусцепторное покрытие может быть нанесено в виде жидкости на указанную внешнюю поверхность методом окрашивания или печати. Сусцепторное покрытие может быть нанесено на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса посредством процесса вакуумного осаждения, такого как осаждение из паровой фазы, или распыления. Сусцепторное покрытие может быть нанесено на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса посредством электроосаждения.
Сусцепторный слой может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для аэрозолизации образующего аэрозоль субстрата. Подходящие материалы для сусцепторного слоя включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никель-содержащие соединения, титан и композиты металлических материалов. Предпочтительные сусцепторные слои содержат металл или углерод. Предпочтительно, сусцепторный слой содержит или состоит из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитных частиц и феррита. Подходящий сусцепторный слой может быть выполнен из алюминия или содержать его. Сусцепторный слой предпочтительно содержит более чем 5 процентов, предпочтительно более чем 20 процентов, предпочтительно более чем 50 процентов или более чем 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные удлиненные сусцепторные элементы могут быть нагреты до температуры свыше 250 градусов по Цельсию.
Сусцепторный слой может содержать металл или металлический сплав. Сусцепторный слой может быть выполнен из металла или металлического сплава.
Удлиненный опорный корпус может быть выполнен из любого подходящего материала.
Удлиненный опорный корпус может быть выполнен из неферромагнитного материала. Это означает, что удлиненный опорный корпус не содержит какого-либо сусцепторного материала, который может быть нагрет в результате проникновения в него переменного магнитного поля. Таким образом, для нагрева сусцепторного слоя доступно больше энергии переменного магнитного поля при использовании. В других вариантах осуществления удлиненный опорный корпус может быть выполнен из ферромагнитного материала.
Удлиненный сусцепторный элемент может иметь теплоизоляционный кончик. Таким образом обеспечивается возможность захвата сусцепторного элемента пользователем за указанный кончик после использования.
Теплоизоляционный кончик может быть выполнен из теплоизоляционного колпачка или крышки, размещенной поверх кончика удлиненного опорного корпуса. Предпочтительно, удлиненный опорный корпус выполнен из теплоизоляционного материала, и указанный теплоизоляционный кончик образован участком удлиненного опорного корпуса, который не содержит какого-либо сусцепторного слоя на своей внешней поверхности.
Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может проходить поверх любой подходящей площади внешней поверхности удлиненного опорного корпуса. Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может проходить лишь частично по окружности удлиненного опорного корпуса. Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может проходить по всей окружности удлиненного опорного корпуса. Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может проходить вдоль лишь части длины удлиненного опорного корпуса. Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может проходить по существу по всей длине удлиненного опорного корпуса, например по меньшей мере на 90 процентов, или по меньшей мере на 95 процентов полной длины удлиненного опорного корпуса.
Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может содержать одну нагревательную часть.
Указанная по меньшей мере одна нагревательная часть может содержать множество отдельных нагревательных частей, каждая из которых образована сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса.
Указанное множество отдельных нагревательных частей могут быть расположены в непосредственной близости друг от друга. Указанное множество отдельных нагревательных частей могут быть расположены в разных местах относительно друг друга вдоль длины удлиненного опорного корпуса. Таким образом обеспечивается возможность использования указанных нагревательных частей для нагрева разных участков генерирующего аэрозоль изделия, находящихся в тепловой близости к сусцепторному элементу. Например, разных участков одного и того же образующего аэрозоль субстрата, или разных образующих аэрозоль субстратов, или образующего аэрозоль субстрата и вещества для образования аэрозоля в генерирующем аэрозоль изделии.
Указанное множество отдельных нагревательных частей могут быть расположены на удалении друг от друга вдоль длины удлиненного опорного корпуса. Таким образом обеспечивается возможность использования нагревательных частей для нагрева разных участков генерирующего аэрозоль изделия, находящихся в тепловой близости к сусцепторному элементу, без случайного нагрева смежных участков генерирующего аэрозоль изделия. Например, нагрева образующих аэрозоль субстратов, расположенных на удалении друг от друга. Например, нагрева первого образующего аэрозоль субстрата первой нагревательной частью и нагрева второго образующего аэрозоль субстрата второй нагревательной частью без нагрева второго образующего аэрозоль субстрата первой нагревательной частью или нагрева первого образующего аэрозоль субстрата второй нагревательной частью.
Если указанная по меньшей мере одна нагревательная часть содержит множество отдельных нагревательных частей, то эти нагревательные части могут быть выполнены из одного и того же сусцепторного материала или материалов. Например, указанное множество отдельных нагревательных частей может содержать первую нагревательную часть, образованную первым сусцепторным слоем, и вторую нагревательную часть, образованную вторым сусцепторным слоем, причем оба из первого и второго сусцепторных слоев содержат один и тот же сусцепторный материал. Таким образом обеспечивается возможность более устойчивого нагрева первой и второй нагревательных частей. Одна или более нагревательных частей могут быть образованы сусцепторным слоем, содержащим сусцепторный материал или материалы, которые отличаются от сусцепторного материала или материалов сусцепторного слоя по меньшей мере одной из других нагревательных частей. Иначе говоря, одна или более нагревательных частей могут быть образованы сусцепторным слоем, отличающимся по составу от сусцепторного слоя по меньшей мере одной другой нагревательной части и, следовательно, имеющим другие характеристики сусцептора.
Указанное множество отдельных нагревательных частей может содержать первую нагревательную часть, образованную первым сусцепторным слоем, содержащим первый сусцепторный материал, и вторую нагревательную часть, образованную вторым сусцепторным слоем, содержащим второй сусцепторный материал, который отличается от первого сусцепторного материала. При такой компоновке разные профили нагрева могут быть обеспечены первой и второй нагревательными частями за счет разных характеристик сусцептора первого и второго сусцепторных материалов. Тепло, обеспечиваемое каждой нагревательной частью, может тонко регулироваться путем выбора сусцепторного материала или материалов, которые образуют часть каждого сусцепторного слоя или из которых образован каждый сусцепторный слой. Таким образом также обеспечивается возможность содействия последовательному нагреву сусцепторного элемента. Например, путем выполнения нагревательных частей из сусцепторных материалов, оптимальный нагрев которых происходит при разных частотах переменного тока.
Первая и вторая нагревательные части могут иметь разные температурные циклы. Участок удлиненного сусцепторного элемента между первой и второй нагревательными частями может содержать электропроводный материал. Таким образом, электропроводный материал имеет возможность резистивного нагрева по меньшей мере участка генерирующего аэрозоль изделия при нагреве одной или обеих нагревательных части.
Сусцепторный элемент может быть прикреплен к кожуху генерирующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления невозможно легкое удаление сусцепторного элемента из кожуха генерирующего аэрозоль устройства, например, без повреждения сусцепторного элемента или кожуха.
Предпочтительно, удлиненный сусцепторный элемент может быть съемно прикреплен к кожуху генерирующего аэрозоль устройства. Например, удлиненный сусцепторный элемент может быть съемно прикреплен к кожуху внутри указанной камеры. Та часть генерирующего аэрозоль устройства, которая нагревается и, следовательно, может иметь более короткий срок службы, представляет собой сусцепторный элемент. Таким образом, благодаря обеспечению съемного удлиненного сусцепторного элемента обеспечивается возможность легкой замены удлиненного сусцепторного элемента и возможность продления срока службы генерирующего аэрозоль устройства. Благодаря обеспечению съемного удлиненного сусцепторного элемента обеспечивается преимущество, состоящее в облегчении очистки сусцепторного элемента и/или замены сусцепторного элемента. Блдагодаря этому также обеспечивается возможность облегчения очистки указанной камеры. Благодаря этому также обеспечивается возможность выборочной замены сусцепторного элемента пользователем в соответствии с генерирующим аэрозоль изделием, с которым будет использоваться сусцепторный элемент. Например, определенные сусцепторные элементы могут быть особенно пригодны или адаптированы для использования с генерирующим аэрозоль изделием конкретного типа или с генерирующим аэрозоль изделием, имеющим конкретное расположение или тип образующего аэрозоль субстрата. Благодаря этому обеспечивается возможность оптимизации рабочих характеристик генерирующего аэрозоль устройства, с которым используется сусцепторный элемент, на основе типа генерирующего аэрозоль изделия.
Удлиненный сусцепторный элемент может быть съемно прикреплен к кожуху генерирующего аэрозоль устройства посредством любого подходящего механизма. Например, посредством резьбового соединения, за счет фрикционного взаимодействия или посредством механического соединения, такого как штыковой соединитель, защелка или эквивалентный механизм.
Удлиненный опорный корпус удлиненного сусцепторного элемента может содержать отверстие или углубление в его основании, посредством которого удлиненный сусцепторный элемент съемно крепится к генерирующему аэрозоль устройству. В таких вариантах осуществления указанное отверстие или углубление может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соответствующим выступом, штифтом или шпилькой, чье местоположение может быть зафиксировано относительно генерирующего аэрозоль устройства. Например, удлиненный сусцепторный элемент может содержать углубление в его основании, которое (углубление) образует охватывающий компонент соединения между сусцепторным элементом и охватываемым компонентом генерирующего аэрозоль устройства. Указанное углубление может быть резьбовым. Удлиненный опорный элемент может содержать отверстие, проходящее через его основание и выполненное с возможностью размещения в нем позиционирующего штифта. Например, позиционирующего штифта, проходящего через боковую стенку кожуха генерирующего аэрозоль устройства для предотвращения перемещения сусцепторного элемента относительно генерирующего аэрозоль устройства.
Удлиненный сусцепторный элемент может быть прикреплен к кожуху непосредственно или посредством одного или более промежуточных компонентов. Удлиненный сусцепторный элемент может содержать основание, выполненное с возможностью съемного прикрепления к генерирующему аэрозоль устройству. Удлиненный опорный корпус может проходить перпендикулярно от основания. Благодаря этому обеспечивается возможность облегчения вставки сусцепторного элемента в генерирующее аэрозоль устройство. Удлиненный сусцепторный элемент может быть съемно прикреплен к основанию или зафиксирован на основании.
Основание может быть выполнено с возможностью разъемного соединения с кожухом генерирующего аэрозоль устройства посредством по меньшей мере одного из: посадки с натягом, штыкового соединителя и винтового соединителя. Основание удлиненного сусцепторного элемента может быть выполнено с возможностью съемного прикрепления к кожуху посредством магнитного крепления. Магнитное крепление обеспечивает преимущество, состоящее в обеспечении простого и эффективного механизма для разъемного прикрепления удлиненного сусцепторного элемента к генерирующему аэрозоль устройству.
Основание может содержать постоянный магнит, и генерирующее аэрозоль устройство может содержать ферромагнитный материал на расположенном раньше по ходу потока конце указанной камеры. Основание может содержать ферромагнитный материал, и генерирующее аэрозоль устройство может содержать постоянный магнит на расположенном раньше по ходу потока конце указанной камеры. Благодаря оснащению постоянным магнитом лишь одного из основания и генерирующего аэрозоль устройства обеспечивается преимущество, состоящее в возможности упрощения и снижения стоимости изготовления генерирующего аэрозоль устройства.
Основание может содержать постоянный магнит, и генерирующее аэрозоль устройство может содержать постоянный магнит на расположенном раньше по ходу потока конце указанной камеры. Благодаря оснащению обоих из основания и генерирующего аэрозоль устройства постоянным магнитом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности повышения прочности магнитного прикрепления по сравнению с вариантами осуществления, содержащими лишь один постоянный магнит. Предпочтительно, каждый из постоянного магнита в основании и постоянного магнита в генерирующем аэрозоль устройстве может быть ориентирован таким образом, чтобы притяжение между этими двумя постоянными магнитами обеспечивало требуемую ориентацию удлиненного сусцепторного элемента при вставке этого удлиненного сусцепторного элемента в указанную камеру.
В тех вариантах осуществления, в которых основание выполнено с возможностью съемного прикрепления к кожуху посредством магнитного крепления, генерирующее аэрозоль устройство может комбинироваться с извлекающим инструментом для удаления удлиненного сусцепторного элемента из указанной камеры. Предпочтительно, извлекающий инструмент имеет размер, обеспечивающий возможность его вставки в указанную камеру, и содержит постоянный магнит на конце указанного извлекающего инструмента. Постоянный магнит на конце извлекающего инструмента обеспечивает более сильное притяжение между извлекающим инструментом и основанием, чем притяжение между основанием и генерирующим аэрозоль устройством. Предпочтительно, извлекающий инструмент содержит полость или полости для размещения удлиненного сусцепторного элемента при вставке извлекающего инструмента в указанную камеру.
Предпочтительно, кожух содержит отверстие на конце указанной камеры для вставки генерирующего аэрозоль изделия в указанную камеру. Предпочтительно, основание имеет размер и форму, обеспечивающие возможность вставки удлиненного сусцепторного элемента в указанную камеру через указанное отверстие. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности исключения необходимости в отдельном отверстии для облегчения вставки удлиненных элементов сусцепторного элемента в указанную камеру.
Предпочтительно, форма поперечного сечения основания является по существу такой же, что и форма поперечного сечения указанной полости. Основание может иметь по существу круглую форму поперечного сечения.
Удлиненный сусцепторный элемент может быть выполнен с возможностью отделения от основания. Благодаря этому обеспечивается преимущество, состоящее в возможности облегчения повторного использования основания с множеством удлиненных сусцепторных элементов. Это может быть желательным, поскольку накопление отложений может происходить быстрее на удлиненном сусцепторном элементе, чем на основании.
Далее будут описаны дополнительные необязательные и предпочтительные признаки удлиненного сусцепторного элемента. В тех вариантах осуществления, в которых удлиненный сусцепторный элемент содержит удлиненную нагревательную часть, нижеследующие необязательные и предпочтительные признаки применяются к указанной удлиненной нагревательной части.
Удлиненный сусцепторный элемент может иметь защитный внешний слой, например защитный керамический слой или защитный стеклянный слой. Защитный внешний слой может заключать в себе удлиненный сусцепторный элемент. Удлиненный сусцепторный элемент может содержать защитное покрытие, выполненное из стекла, керамики или инертного металла поверх сердцевины из сусцепторного материала.
Удлиненный сусцепторный элемент может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, удлиненные сусцепторные элементы согласно настоящему изобретению могут иметь квадратную, овальную, прямоугольную, треугольную, пятиугольную, шестиугольную или подобную форму поперечного сечения. Удлиненный сусцепторный элемент может иметь планарную или плоскую область поперечного сечения.
Удлиненный опорный корпус может быть сплошным, полым или пористым. Удлиненный сусцепторный элемент предпочтительно имеет форму штифта, стержня, лезвия или пластины. Удлиненный сусцепторный элемент предпочтительно имеет длину от 5 миллиметров до 15 миллиметров, например от 6 миллиметров до 12 миллиметров или от 8 миллиметров до 10 миллиметров. Удлиненный сусцепторный элемент предпочтительно имеет ширину от 1 миллиметра до 8 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 3 миллиметров до приблизительно 5 миллиметров. Удлиненный сусцепторный элемент может иметь толщину от приблизительно 0,01 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров. Если удлиненный сусцепторный элемент имеет постоянное поперечное сечение, например круглое поперечное сечение, то предпочтительно он имеет ширину или диаметр от 1 миллиметра до 5 миллиметров.
Удлиненный сусцепторный элемент выступает в указанную камеру. Предпочтительно, удлиненный сусцепторный элемент имеет свободный конец, выступающий в указанную камеру. Предпочтительно, указанный свободный конец выполнен с возможностью вставки в генерирующее аэрозоль изделие при вставке генерирующего аэрозоль изделия в указанную камеру. Предпочтительно, свободный конец удлиненного сусцепторного элемента сужается на конус. Это означает, что площадь поперечного сечения участка удлиненного сусцепторного элемента уменьшается в направлении свободного конца. Конический свободный конец обеспечивает преимущество, состоящее в облегчении вставки удлиненного сусцепторного элемента в генерирующее аэрозоль изделие. Конический свободный конец обеспечивает преимущество, состоящее в возможности уменьшения количества образующего аэрозоль субстрата, смещаемого под действием удлиненного сусцепторного элемента во время вставки генерирующего аэрозоль изделия в указанную камеру. Благодаря этому обеспечивается возможность уменьшения требуемого объема очистки. Предпочтительно, удлиненный сусцепторный элемент сужается в направлении острого кончика на его свободном конце.
Удлиненный опорный корпус может содержать отверстие или углубление в его основании, посредством которого удлиненный сусцепторный элемент съемно крепится к генерирующему аэрозоль устройству. В таких вариантах осуществления генерирующее аэрозоль устройство также может содержать выступ, штифт или шпильку с формой, соответствующей форме указанного отверстия или углубления. Местоположение удлиненного сусцепторного элемента относительно кожуха может быть зафиксировано путем съемного размещения указанного выступа, штифта или шпильки в указанном отверстии или углублении в удлиненном опорном корпусе. Например, удлиненный сусцепторный элемент может содержать углубление в его основании, и кожух может содержать соответствующий выступ. Кожух может содержать углубление в стенке указанной камеры, и удлиненный сусцепторный элемент может содержать соответствующий выступ. В таких вариантах осуществления указанные углубление и выступ образуют соответственно охватывающую и охватываемую ответные части соединительного механизма между удлиненным сусцепторным элементом и кожухом. Указанное углубление может быть резьбовым. Удлиненный опорный элемент может содержать отверстие, проходящее через его основание, и генерирующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать позиционирующий штифт, размещенный в указанном отверстии. Генерирующее аэрозоль устройство может содержать отверстие, расположенное на стороне корпуса устройства, причем указанный позиционирующий кожуха проходит через отверстие корпуса устройства в отверстие удлиненного опорного корпуса для предотвращения перемещения удлиненного сусцепторного элемента относительно кожуха устройства.
Удлиненный сусцепторный элемент может быть съемно прикреплен к кожуху генерирующего аэрозоль устройства непосредственно или посредством одного или более промежуточных компонентов.
В любом из вариантов осуществления, описанных в данном документе, предпочтительно по меньшей мере участок удлиненного сусцепторного элемента проходит в продольном направлении указанной камеры. Иначе говоря, предпочтительно по меньшей мере участок удлиненного сусцепторного элемента проходит по существу параллельно продольной оси указанной камеры. В контексте данного документа термин «по существу параллельный» означает: в пределах плюс-минус 10 градусов, предпочтительно в пределах плюс-минус 5 градусов. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в облегчении вставки по меньшей мере участка удлиненного сусцепторного элемента в генерирующее аэрозоль изделие при вставке этого генерирующего аэрозоль изделия в указанную камеру.
Магнитная ось катушки индуктивности может быть расположена под углом, т.е. непараллельно продольной оси указанной камеры. В предпочтительных вариантах осуществления магнитная ось катушки индуктивности по существу параллельна продольной оси указанной камеры. Благодаря этому обеспечивается возможность облегчения создания более компактной компоновки. Предпочтительно по меньшей мере участок удлиненного сусцепторного элемента является по существу параллельным магнитной оси катушки индуктивности. Благодаря этому обеспечивается возможность содействия равномерному нагреву удлиненного сусцепторного элемента катушкой индуктивности. В особо предпочтительных вариантах осуществления удлиненный сусцепторный элемент является по существу параллельным магнитной оси катушки индуктивности и продольной оси указанной камеры.
Удлиненный сусцепторный элемент может по меньшей мере частично совпадать с продольной осью указанной камеры. Например, удлиненный сусцепторный элемент может находиться под углом к продольной оси указанной камеры, и он может проходить через продольную ось указанной камеры в месте вдоль ее длины. Удлиненный сусцепторный элемент может быть параллельным продольной оси указанной камеры и быть расположенным по центру внутри указанной камеры таким образом, чтобы он проходил вдоль продольной оси указанной камеры.
Удлиненный сусцепторный элемент может проходить вдоль лишь части длины указанной камеры. Удлиненный сусцепторный элемент может проходить по существу по всей длине указанной камеры. Предпочтительно, удлиненный сусцепторный элемент проходит за пределы указанной камеры и выступает от кожуха. Если удлиненный сусцепторный элемент является съемным, то благодаря обеспечению удлиненного сусцепторного элемента, который проходит за пределы указанной камеры и выступает от кожуха, обеспечивается возможность облегчения захвата пользователем сусцепторного элемента для его удаления. Предпочтительно, удлиненный сусцепторный элемент выступает от кожуха, съемно прикреплен к кожуху и имеет теплоизоляционный кончик.
Предпочтительно, генерирующее аэрозоль устройство является портативным. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Генерирующее аэрозоль устройство может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.
Кожух может быть удлиненным. Кожух может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно, указанный материал является легким и нехрупким.
Кожух может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более чем одно впускное отверстие для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха обеспечивают возможность снижения температуры аэрозоля перед его доставкой пользователю и возможность снижения концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.
В качестве альтернативы, мундштук может быть обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия.
В контексте данного документа термин «мундштук» относится к участку генерирующего аэрозоль устройства, помещаемому в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого генерирующим аэрозоль устройством из генерирующего аэрозоль изделия, расположенного в камере кожуха.
Генерирующее аэрозоль устройство может содержать пользовательский интерфейс для активации генерирующего аэрозоль устройства, например, кнопку для инициирования нагрева генерирующего аэрозоль устройства, или дисплей для отображения состояния генерирующего аэрозоль устройства или образующего аэрозоль субстрата.
Генерирующее аэрозоль устройство содержит источник питания. Источник питания может представлять собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. В качестве альтернативы, источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов использования генерирующего аэрозоль устройства. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует типовому времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций.
Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой источник питания постоянного тока, имеющий питающее напряжение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 Вольта до приблизительно 4,5 Вольта и питающий постоянный ток в диапазоне от приблизительно 1 Ампера до приблизительно 10 Ампер (что соответствует питающей мощности постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 Ватта до приблизительно 45 Ватт).
Источник питания может быть выполнен с возможностью работы на высокой частоте. В контексте данного документа термин «высокочастотный колебательный ток» обозначает колебательный ток, имеющий частоту от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный колебательный ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, предпочтительно от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц и более предпочтительно от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.
Генерирующее аэрозоль устройство содержит контроллер, соединенный с катушкой индуктивности и с источником питания. Контроллер выполнен с возможностью управления подачей питания на катушку индуктивности от источника питания. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную микросхему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на катушку индуктивности. Ток может подаваться на катушку индуктивности непрерывно после активации генерирующего аэрозоль устройства, или он может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Электрическая схема может предпочтительно содержать преобразователь постоянного тока в переменный ток, который может содержать усилитель мощности класса D или класса E.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система. Генерирующая аэрозоль система содержит генерирующее аэрозоль устройство согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любыми из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Генерирующая аэрозоль система также содержит генерирующее аэрозоль изделие, имеющее образующий аэрозоль субстрат и выполненное с возможностью использования с генерирующим аэрозоль устройством.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Никотиносодержащий образующий аэрозоль субстрат может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Образующий аэрозоль субстрат может содержать материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табак. Образующий аэрозоль субстрат может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. В качестве альтернативы, образующий аэрозоль субстрат может содержать нетабачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Образующий аэрозоль субстрат может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть получен в результате агломерации табака в виде частиц. В особо предпочтительном варианте осуществления образующий аэрозоль субстрат содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.
Образующий аэрозоль субстрат может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые по существу являются устойчивыми к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль и 1,3-бутандиол. Предпочтительно, вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. В гомогенизированном табачном материале, при его наличии, содержание вещества для образования аэрозоля может составлять не менее чем 5 процентов по весу в пересчете на сухой вес, предпочтительно от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Образующий аэрозоль субстрат может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления генерирующее аэрозоль изделие и камера генерирующего аэрозоль устройства могут быть расположены таким образом, чтобы генерирующее аэрозоль изделие было частично размещено внутри камеры генерирующего аэрозоль устройства. Камера генерирующего аэрозоль устройства и генерирующее аэрозоль изделие могут быть расположены таким образом, чтобы генерирующее аэрозоль изделие было полностью размещено внутри камеры генерирующего аэрозоль устройства.
Генерирующее аэрозоль изделие может иметь по существу цилиндрическую форму. Генерирующее аэрозоль изделие может быть существу удлиненным. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в виде генерирующего аэрозоль сегмента, содержащего образующий аэрозоль субстрат. Генерирующий аэрозоль сегмент может иметь по существу цилиндрическую форму. Генерирующий аэрозоль сегмент может быть по существу удлиненным. Генерирующий аэрозоль сегмент может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать два расположенных на расстоянии друг от друга генерирующих аэрозоль сегмента. Участок генерирующего аэрозоль изделия между двумя генерирующими аэрозоль сегментами может представлять собой ароматический участок. Он может представлять собой пористый материал, пропитанный ароматизаторами или веществами для улучшения аэрозоля (например, ментолом или другими частицами ароматических трав), которые могут быть аэрозолизированы при низких температурах. Ароматизаторы или вещества для улучшения аэрозоля могут присутствовать в форме жидкости или гелей.
Генерирующее аэрозоль изделие может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В одном варианте осуществления генерирующее аэрозоль изделие имеет общую длину примерно 45 миллиметров. Генерирующее аэрозоль изделие может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления генерирующее аэрозоль изделие может иметь внешний диаметр примерно 7,2 миллиметра.
Образующий аэрозоль субстрат может быть обеспечен в виде образующего аэрозоль сегмента, имеющего длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В одном варианте осуществления образующий аэрозоль сегмент может иметь длину приблизительно 10 мм. В качестве альтернативы, образующий аэрозоль сегмент может иметь длину приблизительно 12 миллиметров.
Образующий аэрозоль сегмент предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру генерирующего аэрозоль изделия. Внешний диаметр образующего аэрозоль сегмента может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления образующий аэрозоль сегмент может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать фильтрующую заглушку. Фильтрующая заглушка может быть размещена на расположенном дальше по ходу потока конце генерирующего аэрозоль изделия. Фильтрующая заглушка может представлять собой ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку. Фильтрующая заглушка в одном варианте осуществления может иметь длину приблизительно 7 миллиметров, однако она может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров.
Генерирующее аэрозоль изделие может содержать внешнюю бумажную обертку. Кроме того, генерирующее аэрозоль изделие может содержать разделитель между образующим аэрозоль субстратом и фильтрующей заглушкой. Разделитель может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, однако он может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Признаки, описанные в отношении одного или более аспектов, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении удлиненного сусцепторного элемента согласно первому аспекту, могут быть в равной степени применены к генерирующему аэрозоль устройству согласно второму аспекту и к системе согласно третьему аспекту, и наоборот.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана схематическая иллюстрация поперечного сечения генерирующей аэрозоль системы, содержащей генерирующее аэрозоль устройство согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и генерирующее аэрозоль изделие согласно первому примеру;
на фиг. 2 показан перспективный вид сбоку генерирующей аэрозоль системы по фиг. 1, на котором также показаны катушка индуктивности и удлиненный сусцепторный элемент;
на фиг. 3 показан перспективный вид в частично разобранном состоянии генерирующего аэрозоль устройства по фиг. 1, на котором также показана внутренняя область указанной камеры;
на фиг. 4 показан перспективный вид с торца удлиненного сусцепторного элемента генерирующей аэрозоль системы по фиг. 1;
на фиг. 5 показан схематический вид в сечении, выполненном по линии А-А на фиг. 4;
на фиг. 6 показан перспективный вид сбоку в частично разобранном состоянии генерирующего аэрозоль устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, и здесь также показана внутренняя область указанной камеры;
на фиг. 7 показан перспективный вид с торца удлиненного сусцепторного элемента генерирующего аэрозоль устройства по фиг. 6;
на фиг. 8 показан вид с частичным сечением генерирующего аэрозоль устройства согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 9 показан вид с частичным сечением генерирующей аэрозоль системы, содержащей генерирующее аэрозоль устройство по фиг. 8 и генерирующее аэрозоль изделие согласно второму примеру.
На фиг. 1 и фиг. 2 показана генерирующая аэрозоль система согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующая аэрозоль система содержит генерирующее аэрозоль устройство 100 согласно первому варианту осуществления и генерирующее аэрозоль изделие 10, выполненное с возможностью использования с генерирующим аэрозоль устройством 100. На фиг. 3, 4 и 5 показаны различные виды генерирующего аэрозоль устройства 100.
Генерирующее аэрозоль изделие 10 содержит генерирующий аэрозоль сегмент 20 на своем дальнем конце. Генерирующий аэрозоль сегмент 20 заключает в себе образующий аэрозоль субстрат, например заглушку, содержащую табачный материал и вещество для образования аэрозоля, которое может нагреваться для генерирования аэрозоля.
Генерирующее аэрозоль устройство 100 содержит кожух 110 устройства, образующий камеру 120 для размещения генерирующего аэрозоль изделия 10. Ближний конец кожуха 110 имеет отверстие 125 для вставки, через которое генерирующее аэрозоль изделие 10 может вставляться в камеру 120 и удаляться из нее. Катушка 130 индуктивности расположена внутри генерирующего аэрозоль устройства 100 между внешней стенкой кожуха 110 и камерой 120. Катушка 130 индуктивности представляет собой спиральную катушку индуктивности, имеющую магнитную ось, соответствующую продольной оси камеры 120, которая (продольная ось) в данном варианте осуществления соответствует продольной оси генерирующего аэрозоль устройства 100. Как показано на фиг. 1, катушка 130 индуктивности расположена смежно с дальней частью камеры 120 и в данном варианте осуществления проходит вдоль лишь части длины камеры 120. В других вариантах осуществления катушка 130 индуктивности может проходить по всей или по существу по всей длине камеры 120, или она может проходить вдоль лишь части длины камеры 120 и быть расположена на удалении от дальней части камеры 120. Например, катушка 130 индуктивности может проходить вдоль лишь части длины камеры 120 и быть смежной с ближней частью камеры 120. Катушка 130 индуктивности выполнена из проволоки и имеет множество оборотов или витков, проходящих вдоль ее длины. Проволока может иметь любую подходящую форму поперечного сечения, например, квадратную, овальную или треугольную. В данном варианте осуществления проволока имеет круглое поперечное сечение. В других вариантах осуществления проволока может иметь плоскую форму поперечного сечения. Например, катушка индуктивности может быть выполнена из проволоки, имеющей прямоугольную форму поперечного сечения, и намотана таким образом, чтобы ширина поперечного сечения проволоки проходила параллельно магнитной оси катушки индуктивности. Такие плоские катушки индуктивности обеспечивают возможность минимизации внешнего диаметра катушки индуктивности и, следовательно, внешнего диаметра устройства.
Генерирующее аэрозоль устройство 100 также содержит внутренний электрический источник 140 питания, например, перезаряжаемую батарею, и контроллер 150, например печатную плату со схемой, причем оба этих элемента размещены в дальней области кожуха 110. Оба из контроллера 150 и катушки 130 индуктивности получают питание от источника 140 питания через электрические соединения (не показаны), проходящие через кожух 110. Предпочтительно, камера 120 изолирована от катушки 130 индуктивности и дальней области кожуха 110, которая заключает в себе источник 140 питания и контроллер 150, посредством непроницаемого для текучей среды разделителя. Таким образом обеспечивается возможность поддержания электрических компонентов внутри генерирующего аэрозоль устройства 100 отдельно от аэрозоля или отходов, образующихся внутри камеры 120 в результате процесса генерирования аэрозоля. Таким образом также обеспечивается возможность облегчения очистки генерирующего аэрозоль устройства 100, поскольку камера 120 может быть полностью опорожнена путем простого извлечения генерирующего аэрозоль изделия. Таким образом также обеспечивается возможность снижения риска повреждения генерирующего аэрозоль устройства как во время вставки генерирующего аэрозоль изделия, так и во время очистки, поскольку внутри камеры 120 отсутствуют открытые потенциально хрупкие элементы. В стенках кожуха 110 могут быть выполнены вентиляционные отверстия (не показаны) для обеспечения возможности прохождения потока воздуха в камеру 120. В качестве альтернативы или дополнительно, поток воздуха может поступать в камеру 120 через отверстие 125 и проходить вдоль длины камеры 120 между внешними стенками генерирующего аэрозоль изделия 10 и внутренними стенками камеры 120.
Генерирующее аэрозоль устройство 100 также содержит удлиненный сусцепторный элемент 160, выступающий в камеру 120. Удлиненный сусцепторный элемент 160 параллелен продольной оси камеры 120 и магнитной оси катушки 130 индуктивности. Удлиненный сусцепторный элемент 160 содержит удлиненный опорный корпус 170 и сусцепторный слой 180, нанесенный на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса 170. Сусцепторный слой 180 содержит сусцепторный материал и образует нагревательную часть удлиненного сусцепторного элемента. Удлиненный сусцепторный элемент 160 сужается на конус в направлении его свободного конца с образованием острого кончика. Это облегчает вставку удлиненного сусцепторного элемента 160 в образующий аэрозоль субстрат генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в указанной полости. В данном варианте осуществления удлиненный опорный корпус 170 выполнен из теплоизоляционного материала, и сусцепторный слой не нанесен на свободный конец удлиненного опорного корпуса 170. Таким образом, удлиненный опорный корпус 170 образует теплоизоляционный кончик 165 на свободном конце удлиненного сусцепторного элемента 160.
При активации генерирующего аэрозоль устройства 100 высокочастотный переменный ток проходит через катушку 130 индуктивности для генерирования переменного магнитного поля внутри дальнего участка камеры 120 генерирующего аэрозоль устройства 100. Магнитное поле предпочтительно пульсирует с частотой от 1 до 30 мегагерц, предпочтительно от 2 мегагерц до 10 мегагерц, например, от 5 мегагерц до 7 мегагерц. При правильном размещении генерирующего аэрозоль изделия 10 в камере 120, нагревательная часть 180, образованная сусцепторным слоем, располагается внутри образующего аэрозоль изделия 20 генерирующего аэрозоль изделия. Пульсирующее поле создает вихревые токи внутри сусцепторного слоя 180, который в результате этого нагревается. Дополнительный нагрев обеспечивается за счет потерь на магнитный гистерезис внутри сусцепторного слоя 180. Нагретый сусцепторный элемент 160 нагревает образующий аэрозоль субстрат 20 генерирующего аэрозоль изделия 10 до температуры, достаточной для образования аэрозоля. Аэрозоль затем может быть втянут дальше по ходу потока через генерирующее аэрозоль изделие 10 для вдыхания пользователем. Такая активация может осуществляться вручную, или она может происходить автоматически в ответ на затяжку, осуществляемую пользователем на генерирующем аэрозоль изделии 10, например, с использованием датчика затяжек.
На фиг. 3-5 более подробно показан удлиненный сусцепторный элемент 160 в первом варианте осуществления. Как показано на фигурах, удлиненный опорный корпус 170 содержит углубление 175 в его основании, и генерирующее аэрозоль устройство содержит выступ 185 на расположенном раньше по ходу потока конце камеры 120. Форма и размеры углубления 175 соответствуют форме и размерам выступа 185. В данном варианте осуществления выемка 175 и выступ 185 являются круглыми и цилиндрическими. Тем не менее, могут быть предусмотрены и другие формы. Продольное и поперечное перемещение удлиненного сусцепторного элемента 160 относительно кожуха 110 по существу предотвращены благодаря съемному размещению выступа 185 в углублении 175. Таким образом выступ 185 и углубление 175 образуют охватываемую и охватывающую ответные части средств съемного соединения между кожухом 110 и удлиненным сусцепторным элементом 160. В данном варианте осуществления выступ удерживается в углублении за счет фрикционного взаимодействия. В других вариантах осуществления выступ и углубление могут быть резьбовыми. В других вариантах осуществления выступ может быть обеспечен на удлиненном опорном корпусе 170, а углубление может быть обеспечено в кожухе устройства. Как лучше всего видно на фиг. 5, сусцепторный слой 180 проходит по всей окружности удлиненного опорного корпуса 170.
На фиг. 6 и 7 показано генерирующее аэрозоль устройство 200 согласно второму варианту осуществления. Генерирующее аэрозоль устройство 200 согласно второму варианту осуществления сходно по конструкции и функционированию с генерирующим аэрозоль устройством 100 согласно первому варианту осуществления, и при наличии одинаковых признаков используются одинаковые цифровые обозначения. Однако, в отличие от генерирующего аэрозоль устройства 100 согласно первому варианту осуществления, удлиненный сусцепторный элемент 260 генерирующего аэрозоль устройства 200 также содержит основание 290, посредством которого удлиненный сусцепторный элемент 260 съемно крепится к кожуху 210. Удлиненный опорный корпус 270 прикреплен к основанию 290 и проходит перпендикулярно от основания 290. Благодаря этому обеспечивается возможность облегчения вставки удлиненного сусцепторного элемента 260 в генерирующее аэрозоль устройство 200. Основание 290 удлиненного сусцепторного элемента 270 выполнено по размеру и форме с возможностью вставки в камеру 220 через отверстие 225. Таким образом исключается необходимость в отдельном отверстии для вставки удлиненного сусцепторного элемента 260 в камеру 220. Форма поперечного сечения основания 290 является по существу такой же, что и форма поперечного сечения камеры 220. В данном варианте осуществления как основание 290, так и камера 220 имеют по существу круглую форму поперечного сечения.
Как и в случае генерирующего аэрозоль устройства 100 согласно первому варианту осуществления, генерирующее аэрозоль устройство 200 содержит выступ 285 на расположенном раньше по ходу потока конце указанной камеры 220. Основание 290 содержит углубление 295 в его нижней части. Форма и размеры углубления 295 соответствуют форме и размерам выступа 285. Как и в случае генерирующего аэрозоль устройства 100 согласно первому варианту осуществления, углубление 295 и выступ 285 являются круглыми и цилиндрическими, хотя могут быть предусмотрены и другие формы. Выступ 285 и углубление 295 образуют охватываемую и охватывающую ответные части средств съемного соединения между кожухом 210 и удлиненным сусцепторным элементом 260. Выступ 285 удерживается в углублении 295 за счет фрикционного взаимодействия. В других вариантах осуществления выступ и углубление могут быть резьбовыми. В других вариантах осуществления выступ может быть обеспечен на удлиненном опорном корпусе, и углубление может быть обеспечено в кожухе устройства.
На фиг. 8 и 9 показан расположенный дальше по ходу потока конец генерирующего аэрозоль устройства 300 согласно третьему варианту осуществления. Генерирующее аэрозоль устройство 300 согласно третьему варианту осуществления сходно по конструкции и функционированию с генерирующим аэрозоль устройством 100 согласно второму варианту осуществления, показанному на фиг. 2А-2Е, и при наличии одинаковых признаков используются одинаковые ссылочные номера. Кожух 310 генерирующего аэрозоль устройства 300 содержит полость 315 в основании камеры 320, внутри которой размещается дальний конец удлиненного опорного корпуса 370. Полость 315 имеет форму, которая совпадает или является сходной с формой основания удлиненного опорного корпуса 370, так что относительное перемещение между кожухом 310 и удлиненным сусцепторным элементом 360 в поперечной плоскости по существу предотвращено посредством полости 315. Удлиненный опорный корпус 370 содержит отверстие 375 со стороны своего дальнего конца. Кожух 310 содержит штифтовое отверстие (не показано) на одной из его сторон в области отверстия 375. Генерирующее аэрозоль устройство 300 содержит позиционирующий штифт 385, вставляемый через штифтовое отверстие в отверстие 375 удлиненного опорного элемента. Штифт 385 удерживается в отверстии 375 за счет фрикционного взаимодействия. Относительное перемещение между кожухом 310 и удлиненным сусцепторным элементом 360 в продольном направлении по существу предотвращено посредством позиционирующего штифта 385.
В отличие от генерирующих аэрозоль устройств 100 и 200 в первом и второго вариантых осуществления, удлиненный сусцепторный элемент 360 в третьем варианте осуществления генерирующего аэрозоль устройства 300 имеет первую и вторую отдельные нагревательные части 3801 и 3802. Каждая из нагревательных частей 3801, 3802 образована сусцепторным слоем, нанесенным на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса 370. Две отдельных нагревательных части 3801, 3802 расположены на удалении друг от друга вдоль длины удлиненного опорного корпуса 370. Это способствует нагреву генерирующего аэрозоль изделия 10’, имеющего два расположенных на удалении друг от друга генерирующих аэрозоль сегмента 20’ и 20’’, как показано на фиг. 9. Таким образом, первый генерирующий аэрозоль сегмент 20’ может быть нагрет посредством первой нагревательной части 3801, а второй генерирующий аэрозоль сегмент 20’’ может быть нагрет посредством второй нагревательной части 3802. В данном варианте осуществления первая и вторая нагревательные части 3801, 3802 выполнены из одного и того же сусцепторного материала. Тем не менее, в других вариантах осуществления состав или размеры сусцепторных слоев, из которых образованы первая и вторая нагревательные части 3801, 3802, могут отличаться. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в возможности содействия точному регулированию характеристик нагрева удлиненного сусцепторного элемента 360 путем выбора различных характеристик сусцепторного элемента для первой и второй нагревательных частей 3801, 3802. Участок генерирующего аэрозоль изделия между двумя генерирующими аэрозоль сегментами может представлять собой ароматический участок. Это может быть пористый материал, пропитанный ароматизаторами или веществами для улучшения аэрозоля (например, ментолом или другими частицами ароматических трав), которые могут быть аэрозолизированы при низких температурах. Ароматизаторы или вещества для улучшения аэрозоля могут присутствовать в форме жидкости или гелей. Первая и вторая нагревательные части могут получать питание отдельно друг от друга. Первая и вторая нагревательные части могут иметь разные циклы температуры. Участок удлиненного сусцепторного элемента между первой и второй нагревательными частями может содержать электропроводный материал. Таким образом, электропроводный материал способен осуществлять резистивный нагрев ароматического участка при нагреве одной или обеих из указанных нагревательных частей.
Вышеописанные примеры вариантов осуществления не предназначены для ограничения объема формулы изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны и другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным примерам вариантов осуществления.
1. Генерирующее аэрозоль устройство, содержащее:
кожух, образующий камеру для размещения по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия;
катушку индуктивности, расположенную вокруг по меньшей мере части указанной камеры;
удлиненный сусцепторный элемент, выступающий в указанную камеру; и
источник питания и контроллер, соединенные с катушкой индуктивности и выполненные с возможностью подачи переменного электрического тока на катушку индуктивности, так что при использовании катушка индуктивности генерирует переменное магнитное поле для нагрева удлиненного сусцепторного элемента и, таким образом, нагрева по меньшей мере части генерирующего аэрозоль изделия, размещенного в указанной камере,
причем удлиненный сусцепторный элемент содержит удлиненный опорный корпус и по меньшей мере одну нагревательную часть, образованную сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса, при этом удлиненный опорный корпус выполнен из теплоизоляционного материала, причем сусцепторный слой содержит один или более сусцепторных материалов.
2. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1, в котором сусцепторный слой представляет собой сусцепторное покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность удлиненного опорного корпуса.
3. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 1 или 2, в котором сусцепторный слой выполнен из металла или металлического сплава.
4. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором удлиненный опорный корпус выполнен из неферромагнитного материала.
5. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее теплоизоляционный кончик.
6. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 5, в котором теплоизоляционный кончик образован участком удлиненного опорного корпуса, выполненным без какого-либо сусцепторного слоя на своей внешней поверхности.
7. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанная по меньшей мере одна нагревательная часть содержит множество отдельных нагревательных частей, каждая из которых образована сусцепторным слоем на внешней поверхности удлиненного опорного корпуса.
8. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 7, в котором указанное множество отдельных нагревательных частей расположены на удалении друг от друга вдоль длины удлиненного опорного корпуса.
9. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 7 или 8, в котором указанное множество отдельных нагревательных частей содержит первую нагревательную часть, образованную первым сусцепторным слоем, содержащим первый сусцепторный материал, и вторую нагревательную часть, образованную вторым сусцепторным слоем, содержащим второй сусцепторный материал, который отличается от первого сусцепторного материала.
10. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором удлиненный сусцепторный элемент съемно прикреплен к кожуху внутри указанной камеры.
11. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 10, в котором удлиненный опорный корпус содержит отверстие или углубление в его основании, посредством которого удлиненный сусцепторный элемент съемно крепится к кожуху.
12. Генерирующее аэрозоль устройство по п. 10 или 11, в котором удлиненный сусцепторный элемент содержит основание, выполненное с возможностью съемного прикрепления к кожуху, причем удлиненный опорный корпус проходит перпендикулярно от указанного основания.
13. Генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором удлиненный сусцепторный элемент проходит за пределы указанной камеры и выступает от кожуха.
14. Генерирующая аэрозоль система, содержащая генерирующее аэрозоль устройство по любому из предыдущих пунктов и генерирующее аэрозоль изделие, имеющее образующий аэрозоль субстрат и выполненное с возможностью использования с генерирующим аэрозоль устройством.
