Устройство для нагрева образующего дым материала
Изобретение относится к устройству, которое выполнено с возможностью нагрева образующего дым материала для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, содержащему зону нагрева, выполненную с возможностью размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор магнитного поля, выполненный с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, и удлиненный нагревательный элемент, расположенный, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева. Технический результат заключается в обеспечении равномерного нагрева. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала.
Уровень техники
Курительные изделия, например, сигареты, сигары и т.п., сжигают табак во время курения для образования табачного дыма. Были предприняты усилия для создания альтернативы указанным изделиям посредством разработки изделий, которые высвобождают соединения без сжигания. Примерами таких изделий являются так называемые изделия для «нагрева без сжигания» или устройства или изделия для нагрева табака, которые высвобождают соединения посредством нагрева, но без сжигания материала. Материал может быть, например, табаком или другими нетабачными изделиями, которые могут содержать или не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
По первому аспекту настоящее изобретение предлагает устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; указанное устройство содержит:
зону нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал;
генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля; и
удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения зона нагрева ограничена нагревательным элементом.
В иллюстративном варианте выполнения зона нагрева не содержит никакого нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент является трубчатым нагревательным элементом, который окружает зону нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит массу термоизоляции, которая окружает нагревательный элемент.
В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля содержит катушку и устройство для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку. Изменяющийся электрический ток может быть переменным током.
В иллюстративном варианте выполнения катушка окружает нагревательный элемент.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит массу термоизоляции между катушкой и нагревательным элементом.
В иллюстративном варианте выполнения термоизоляция содержит один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта, резинового материала, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона и гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит массу термоизоляции, окружающую катушку.
В иллюстративном варианте выполнения термоизоляция содержит один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта, резинового материала, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона и гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит зазор, составляющий от приблизительно одного до приблизительно трех миллиметров между сáмой наружной поверхностью нагревательного элемента и сáмой внутренней поверхностью катушки. В иллюстративном варианте выполнения этот зазор составляет от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 миллиметров.
В иллюстративном варианте выполнения катушка продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью удлиненного нагревательного элемента. В иллюстративном варианте выполнения эти оси расположены на одной линии.
В иллюстративном варианте выполнения импеданс катушки равен или, по существу, равен импедансу нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения наружная поверхность нагревательного элемента имеет коэффициент теплового излучения 0,1 и менее. В иллюстративном варианте выполнения коэффициент теплового излучения равен 0,05 и менее.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент содержит удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и состоящий полностью или, по существу, полностью из нагревающегося материала.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала. В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения нагревающийся материал содержит металл или металлический сплав. В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: алюминия, золота, железа, никеля, кобальта, проводящего углерода, графита, углеродистой стали, нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали, меди и бронзы.
В иллюстративном варианте выполнения нагревающийся материал чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нагревающемся материале за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
В иллюстративном варианте выполнения первая часть нагревательного элемента является более чувствительной к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней, за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения нагревательный элемент содержит удлиненный нагревательный элемент, содержащий нагревающийся материал и покрытие на внутренней поверхности нагревательного элемента, причем указанное покрытие более ровное или более твердое, чем внутренняя поверхность нагревательного элемента. Указанное покрытие может содержать стекло или керамический материал.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит датчик температуры для измерения температуры зоны нагрева или нагревательного элемента. В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля выполнен с возможностью функционирования на основании выходного сигнала датчика температуры.
В иллюстративном варианте выполнения генератор магнитного поля предназначен для генерирования множества изменяющихся магнитных полей для проникновения в различные соответствующие части нагревательного элемента.
В иллюстративном варианте выполнения устройство содержит:
тело, содержащее генератор магнитного поля; и
мундштук, который определяет канал, сообщающийся по текучей среде с зоной нагрева;
причем мундштук можно перемещать относительно тела для обеспечения доступа в зону нагрева, и мундштук содержит удлиненный нагревательный элемент.
В иллюстративном варианте выполнения мундштук содержит зону нагрева.
В иллюстративном варианте выполнения тело содержит зону нагрева.
По второму аспекту настоящее изобретение предлагает устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала; указанное устройство содержит:
зону нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал;
тело, содержащее генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля; и
мундштук, который определяет канал, который сообщается по текучей среде с зоной нагрева, причем мундштук можно перемещать относительно тела для обеспечения доступа в зону нагрева, и мундштук содержит нагревательный элемент, содержащий нагревающийся материал, который можно нагревать за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения устройство по второму аспекту настоящего изобретения может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения устройства по первому аспекту настоящего изобретения.
По третьему аспекту настоящее изобретение предлагает систему, содержащую:
устройство для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем указанное устройство содержит зону нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля, и удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева; и
изделие для использования с указанным устройством, причем изделие содержит образующий дым материал.
В соответствующих иллюстративных вариантах выполнения устройство системы может иметь любой из признаков вышеописанных иллюстративных вариантов выполнения устройства по первому аспекту настоящего изобретения или по второму аспекту настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание вариантов выполнения настоящего изобретения только в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - схематический вид в перспективе части примера устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 2 - схематический вид в разрезе устройства, только часть которого показана на фиг. 1;
на фиг. 3 - схематический вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 4 - схематический вид в разрезе нагревательного элемента;
на фиг. 5 - схематический вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала;
на фиг. 6 - схематический вид в разрезе мундштука устройства из фиг. 5.
Осуществление изобретения
В контексте настоящего документа термин «образующий дым материал» включает в себя материалы, которые образуют при нагреве летучие компоненты, обычно в форме пара или аэрозоля. «Образующий дым материал» может быть не содержащим табак материалом или содержащим табак материалом. «Образующий дым материал» может, например, включать в себя один или несколько материалов из числа материалов, к которым относятся собственно табак, производные табака, экспандированный табак, восстановленный табак, табачный экстракт, гомогенизированный табак или заменители табака. Образующий дым материал может быть в форме измельченного табака, резаного табака, экструдированного табака, жидкости, желе, желатинизированного листа, порошка или окускованных материалов. «Образующий дым материал» также может включать в себя другие нетабачные продукты, которые в зависимости от продукта могут содержать или не содержать никотин. «Образующий дым материал» может содержать один или несколько увлажнителей, такие как глицерол или пропиленгликоль.
В контексте настоящего документа термин «нагревающийся материал» относится к материалу, который может нагреваться посредством проникновения изменяющегося магнитного поля.
В контексте настоящего документа термины термины «вкусовое вещество» и «ароматизатор» относятся к материалам, которые, если это разрешают государственные нормативные правовые акты, можно использовать для создания желаемого вкуса или аромата в изделии для взрослых потребителей. Они могут включать в себя экстракты (например, лакрицу, гортензию, лист белой японской магнолии, ромашку, пажитник, гвоздику, ментол, мяту японскую, анисовое семя, корицу, траву, гаултерию, вишню, ягоду, персик, яблоко, драмбьюи, бурбон, шотландский виски, виски, мяту курчавую, перечную мяту, лаванду, кардамон, сельдерей, каскарилью, мускатный орех, сандаловое дерево, бергамот, герань, экстракт меда, розовое масло, ваниль, лимонное масло, апельсиновое масло, кассию, тмин, коньяк, жасмин, канангу душистую, шалфей, фенхель, перец гвоздичный, имбирь, анис, кориандр, кофе или мятное масло из мяты любого вида), усилители вкуса, блокираторы участка рецепторов горечи, активаторы или стимуляторы участка рецепторов обоняния, сахар и/или заменители сахара (например, сукралозу, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламат, лактозу, сахарозу, глюкозу, фруктозу, сорбит или маннитол) и другие добавки, такие как древесный уголь, хлорофилл, минералы, растительное сырье или вещества для освежения полости рта. Они могут быть имитационными, искусственными или натуральными ингредиентами или их смесями. Они могут иметь любую пригодную форму, например, могут быть маслом, жидкостью, желе, порошком и т.п.
Индукционный нагрев является процессом, в котором электропроводный объект нагревают посредством проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и устройство для пропускания изменяющегося по величине электрического тока, например, переменного тока, через электромагнит. Когда электромагнит и объект, подлежащий нагреву, надлежащим образом расположены относительно друг друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, создаваемое электромагнитом, проникает в объект, внутри этого объекта генерируются один или несколько вихревых токов. Объект имеет сопротивление течению электрических токов. Следовательно, когда в объекте генерируются такие вихревые токи, их течение, преодолевая электрическое сопротивление объекта, вызывает нагрев объекта. Этот процесс именуется джоулевым, омическим или резистивным нагревом. Объект, который может индуктивно нагреваться, известен как сусцептор.
Обнаружено, что когда сусцептор имеет форму замкнутой цепи, магнитное взаимодействие между сусцептором и электромагнитом устройства в процессе использования улучшается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву.
Нагрев за счет магнитного гистерезиса является процессом, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается посредством проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Можно считать, что магнитный материал содержит много магнитов на атомном уровне или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи выравниваются с магнитным полем. Следовательно, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, создаваемое электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля. Такая переориентация магнитных диполей вызывает нагрев магнитного материала.
Когда объект является как электропроводным, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может вызвать как джоулев нагрев объекта, так и его нагрев за счет магнитного гистерезиса. Кроме того, использование магнитного материала может усилить магнитное поле, что может усилить джоулев нагрев.
В каждом из вышеуказанных процессов, поскольку нагрев генерируется внутри самого объекта, а не внешним источником тепла за счет теплопроводности, может быть достигнуто быстрое увеличение температуры объекта и более равномерное распределение тепла, в частности, благодаря выбору соответствующего материала и геометрии объекта и соответствующей магнитуды и ориентации изменяющегося магнитного поля относительно объекта. Кроме того, поскольку индукционный нагрев и нагрев за счет магнитного гистерезиса не требуют физического соединения между источником изменяющегося магнитного поля и объектом, отложения материала на объекте, например, остатка образующего дым материала, могут вызывать меньше проблем, при этом повышается гибкость при выборе конструкции, улучшается контроль над профилем нагрева и снижаются расходы.
На фиг. 2 и 1 соответственно представлены схематический вид в разрезе примера устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения и схематический вид в перспективе части устройства. В общем, устройство 100 содержит зону 113 нагрева или нагревательную зону для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор 120 магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля и удлиненный нагревательный элемент 110, продолжающийся вокруг зоны 113 нагрева и содержащий нагреваемый материал или нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны 113 нагрева.
В этом варианте выполнения нагревательный элемент 110 является трубчатым нагревательным элементом 110, который окружает зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения зона 113 нагрева имеет полость. Однако в других вариантах выполнения нагревательный элемент 110 может быть неполностью трубчатым. Например, в некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент 110 или элемент нагрева может быть трубчатым за исключением продолжающегося в осевом направлении зазора или прорези, образованной в нагревательном элементе 110. В этом варианте выполнения нагревательный элемент 110 имеет, по существу, круглое сечение. Однако в других вариантах выполнения нагревательный элемент может иметь сечение, которое не является круглым, например, квадратное, прямоугольное, многоугольное или эллиптическое.
В этом варианте выполнения зона 113 нагрева определена нагревательным элементом 110. Другими словами, нагревательный элемент 110 определяет контур или ограничивает зону 113 нагрева. Кроме того, в этом варианте выполнения сама зона 113 нагрева не содержит нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Таким образом, когда изменяющееся магнитное поле генерируется генератором 120 магнитного поля, как описано ниже, бóльшая по величине энергия изменяющегося магнитного поля может использоваться для обеспечения нагрева нагревательного элемента 110. В других вариантах выполнения может быть предусмотрен дополнительный нагревательный элемент, содержащий нагревающийся материал в зоне 113 нагрева.
Нагревательный элемент 110 этого варианта выполнения содержит удлиненный трубчатый нагревательный элемент 114, продолжающийся вокруг зоны 113 нагрева и состоящий полностью или, по существу, полностью, из нагревающегося материала. Нагревательный элемент 114 содержит замкнутую цепь из нагревающегося материала, которая может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. Кроме того, в этом варианте выполнения нагревательный элемент 110 содержит покрытие 115 на внутренней поверхности нагревательного элемента 114. Покрытие 115 более ровное или более твердое, чем внутренняя поверхность самого нагревательного элемента 114. Такое более ровное или более твердое покрытие 115 может облегчить очистку нагревательного элемента 110 после использования устройства 100. Покрытие 115 может быть выполнено, к примеру, из стекла или керамического материала. В других вариантах выполнения покрытие может отсутствовать. В некоторых вариантах выполнения покрытие может быть более шероховатым, чем наружная поверхность самого нагревательного элемента 114, для увеличения площади поверхности, с помощью которой нагревательный элемент 110 может находиться в контакте с изделием или образующим дым материалом, вставленным в зону 113 нагрева во время использования.
Нагревающийся материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала. Нагревающийся материал может содержать металл или металлический сплав. Нагревающийся материал может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: алюминия, золота, железа, никеля, кобальта, проводящего углерода, графита, углеродистой стали, нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали, меди и бронзы. В других вариантах выполнения в качестве нагревающегося материала можно использовать другой материал (материалы). В этом варианте выполнения нагревающийся материал нагревательного элемента 110 содержит электропроводный материал. Таким образом, нагревающийся материал чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нагревающемся материале за счет проникновения в него изменяющегося магнитного поля. Следовательно, нагревательный элемент 110 может действовать в качестве сусцептора, когда он подвергается воздействию изменяющегося магнитного поля. Также установили, что когда в качестве нагревающегося материала используют магнитный электропроводный материал, магнитное взаимодействие между нагревательным элементом 110 и катушкой 122 в процессе использования улучшается. В добавление к потенциально возможному нагреву за счет магнитного гистерезиса это ведет к большему или улучшенному джоулеву нагреву нагревательного элемента 110 и, таким образом, большему или улучшенному нагреву зоны 113 нагрева.
Нагревательный элемент 110 предпочтительно имеет небольшую толщину по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 110. Сусцептор может иметь глубину поверхностного слоя, которая является наружной зоной, внутри которой индуцируется бóльшая часть электрического тока. При условии, что нагревательный элемент 110 имеет относительно небольшую толщину, с помощью заданного изменяющегося магнитного поля можно нагревать бóльшую пропорциональную часть нагревательного элемента 110 по сравнению с нагревательным элементом 110, имеющим глубину или толщину, которая является относительно большой по сравнению с другими размерами нагревательного элемента 110. Таким образом, обеспечивается более эффективное использование материала. В свою очередь, уменьшаются расходы.
В некоторых вариантах выполнения первая часть нагревательного элемента 110 является более чувствительной к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть нагревательного элемента 110. Например, в некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент 110 из фиг. 2 можно заменить нагревательным элементом 110, показанным на фиг. 4.
В нагревательном элементе 110 из фиг. 4 первая часть 111 нагревательного элемента 110 является более чувствительной к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть 112 нагревательного элемента 110. Первая часть 111 нагревательного элемента 110 может иметь более высокую чувствительность по той причине, что первая часть 111 нагревательного элемента 110 выполнена из первого материала, вторая часть 112 нагревательного элемента 110 выполнена из второго материала, и первый материал является более чувствительным, чем второй материал. Например, одна из первой и второй частей 111, 112 может быть выполнена из железа, а другая из первой и второй частей 111, 112 может быть выполнена из графита. Как вариант или дополнительно, первая часть 111 нагревательного элемента 110 может иметь более высокую чувствительность по той причине, что первая часть 111 нагревательного элемента 110 имеет другую толщину и/или плотность материала по сравнению со второй частью 112 нагревательного элемента 110.
Более чувствительная часть 111 может быть расположена рядом с заданным мундштучным концом устройства 100 или менее чувствительная часть 112 может быть расположена рядом с заданным мундштучным концом устройства 100. В последнем случае менее чувствительная часть 112 может нагревать образующий дым материал в изделии, помещенном в зону 113 нагрева, до меньшей степени, чем более чувствительная часть 111, и, таким образом, менее нагретый образующий дым материал может действовать в качестве фильтра для уменьшения температуры образующегося пара или смягчения пара, образующегося в изделии, во время нагрева образующего дым материала.
Несмотря на то, что на фиг. 4 первая и вторая части 111, 112 расположены рядом друг с другом в продольном направлении нагревательного элемента 110, в других вариантах выполнения это не является обязательным. Например, в некоторых вариантах выполнения первая и вторая части 111, 112 могут быть расположены рядом друг с другом в направлении, перпендикулярном продольному направлению нагревающегося элемента 110.
Такая изменяющаяся чувствительность нагревательного элемента к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нем, может способствовать постепенному нагреву образующего дым материала в изделии, вставленном в зону 113 нагрева, и, тем самым, постепенному генерированию пара. Например, более чувствительная часть 111 может нагревать первую область образующего дым материала относительно быстро для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала и образования пара в первой области образующего дым материала. Менее чувствительная часть 112 может нагревать вторую область образующего дым материала относительно медленно для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента образующего дым материала и образования пара во второй области образующего дым материала. Соответственно, пар для вдыхания пользователем может образовываться относительно быстро, и пар может образовываться и далее для последующего вдыхания пользователем даже после того, как первая область образующего дым материала может прекратить генерирование пара. Первая область образующего дым материала может прекращать генерирование пара после того, как в ней будут израсходованы испаряющиеся компоненты образующего дым материала.
В других вариантах выполнения весь нагревательный элемент 110 может быть одинаково или, по существу, одинаково чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нем за счет проникновения изменяющегося магнитного поля. В некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент может быть нечувствителен к воздействию таких вихревых токов. В таких вариантах выполнения нагревающийся материал может быть магнитным материалом, который является неэлектропроводным и, таким образом, может нагреваться за счет вышеописанного процесса магнитного гистерезиса.
В некоторых вариантах выполнения устройство может содержать каталитический материал, по меньшей мере, на части внутренней поверхности 110a нагревательного элемента 110. Каталитический материал может быть предусмотрен на всей внутренней поверхности 110a нагревательного элемента 110 или только на некоторой части (частях) внутренней поверхности 110a нагревательного элемента 110. Каталитический материал может иметь форму покрытия. Наличие такого каталитического материала означает, что во время использования устройство 100 может иметь нагретую химически активную поверхность. Во время использования каталитический материал может оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения потенциального ирританта в вещество, создающее меньше проблем, чем ирритант. Во время использования каталитический материал может оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения, например, муравьиной кислоты в метанол. В других вариантах выполнения каталитический материал оказывать действие для превращения или увеличения скорости превращения других химических веществ, например, ацетилена в этан посредством гидрирования или аммиака в азот и водород. Каталитический материал может дополнительно или как вариант оказывать действие для реакции или увеличения скорости реакции окиси углерода и водяного пара и образования двуокиси углерода и водорода (реакция конверсии водяного газа или WGSR).
В некоторых вариантах выполнения наружная поверхность 110b нагревательного элемента 110 может иметь коэффициент теплового излучения 0,1 и менее. Например, в некоторых вариантах выполнения наружная поверхность 110b нагревательного элемента 110 может иметь коэффициент теплового излучения 0,05 и менее, например, 0,03 или 0,02. Такая низкая излучающая способность способствует удерживанию тепла в нагревательном элементе 110 и в зоне 113 нагрева и обеспечивает некоторые или все другие тепловые характеристики термоизоляции, описанные ниже. Указанный коэффициент теплового излучения может быть получен посредством изготовления наружной поверхности 110b нагревательного элемента 110 из материала с низкой излучающей способностью, такого как серебро или алюминий.
В этом варианте выполнения генератор 120 магнитного поля содержит источник 121 электропитания, катушку 122, устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока, такого как переменный ток, через катушку 122, контроллер 124 и интерфейс 125 пользователя для управления контроллером 124.
В этом варианте выполнения источник 121 электропитания является перезаряжаемой батареей. В других вариантах выполнения источник 121 электропитания в отличие от перезаряжаемой батареи может быть неперезаряжаемой батареей, конденсатором или соединением с электрической сетью.
Катушка 122 может быть любой пригодной формы. В этом варианте выполнения катушка 122 является спиральной катушкой из электропроводного материала, такого как медь. В некоторых вариантах выполнения генератор 120 магнитного поля может содержать магнитопроницаемый сердечник, вокруг которого намотана катушка 122. Такой магнитопроницаемый сердечник концентрирует магнитный поток, создаваемый катушкой 122, и создает более мощное магнитное поле. Магнитопроницаемый сердечник может быть изготовлен, например из железа. В некоторых вариантах выполнения магнитопроницаемый сердечник может продолжаться только частично по длине катушки 122, так чтобы концентрировать магнитный поток только в определенных зонах.
В этом варианте выполнения катушка 122 представляет собой винтовую спираль. Другими словами, катушка 122 имеет, по существу, постоянный радиус по длине. В других вариантах выполнения радиус катушки 122 может варьироваться по длине. Например, в некоторых вариантах выполнения катушка122 может представлять собой коническую спираль или эллиптическую спираль. В этом варианте выполнения катушка 122 имеет, по существу, постоянный шаг по длине. Другими словами, ширина зазора, измеренная параллельно продольной оси катушки 122 между любыми двумя соседними витками катушки 22, является, по существу, такой же, как ширина зазора между любыми другими двумя соседними витками катушки 22. Этого нельзя сказать о других вариантах выполнения. Переменный шаг может обеспечить различную напряженность изменяющегося магнитного поля, создаваемого катушкой 122, в разных частях катушки 122, что может способствовать обеспечению постепенного нагрева нагревательного элемента 110 и зоны 113 нагрева и, таким образом, изделия, помещенного в зону 113 нагрева сходным образом с приведенным выше описанием.
В этом варианте выполнения катушка 122 находится в неподвижном положении относительно нагревательного элемента 110 и зоны 113 нагрева. В этом варианте выполнения катушка 122 окружает нагревательный элемент и зону 113 нагрева. В этом варианте выполнения катушка 122 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью A-A зоны 113 нагрева. В этом варианте выполнения выровненные оси расположены на одной линии. В разновидности этого варианта выполнения выровненные оси могут быть параллельны друг другу. Однако в других вариантах выполнения оси могут быть наклонены друг к другу. Кроме того, в этом варианте выполнения катушка 122 продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, находится на одной линии с продольной осью нагревательного элемента 110. Это может способствовать обеспечению более равномерного нагрева нагревательного элемента 110 во время использования и также может способствовать повышению технологичности устройства 100. В других вариантах выполнения продольные оси катушки 122 и нагревательного элемента 110 могут быть выровнены друг с другом посредством их взаимного параллельного расположения или могут быть наклонены друг к другу.
В этом варианте выполнения импеданс катушки 122 генератора 120 магнитного поля равен или по существу равен импедансу нагревательного элемента 110. Если импеданс нагревательного элемента 110 был бы, наоборот, ниже импеданса катушки 122 генератора 120 магнитного поля, напряжение, генерируемое в нагревательном элементе 110 во время использования, могло бы быть ниже напряжения, которое могло бы генерироваться в нагревательном элементе 110, когда импедансы согласованы. Как вариант, если импеданс нагревательного элемента 110 был бы, наоборот, выше импеданса катушки 122 генератора 120 магнитного поля, электрический ток, генерируемый в нагревательном элементе 110 во время использования, мог бы быть меньше тока, который мог бы генерироваться в нагреательном элементе 110, когда импедансы согласованы. Согласование импедансов может способствовать балансу напряжения и тока для максимального увеличения тепловой мощности, генерируемой в нагревательном элементе 110, когда она нагревается во время использования. В некоторых других вариантах выполнения импедансы могут быть не согласованы.
В этом варианте выполнения устройство 123 для пропускания изменяющегося электрического тока через катушку 122 электрически присоединено между источником электропитания 121 и катушкой 122. В этом варианте выполнения контроллер 124 также электрически соединен с источником 121 электропитания и соединен с возможностью связи с устройством 123. Контроллер 124 предназначен для обеспечения и управления нагревом нагревательного элемента 110. В частности, в этом варианте контроллер 124 предназначен для управления устройством 123, так чтобы управлять подачей электроэнергии от источника 121 электропитания к катушке 122. В этом варианте выполнения контроллер 124 содержит интегральную схему (IC), например, интегральную схему на печатной плате (PCB). В других вариантах выполнения контроллер 124 может иметь другую форму. В некоторых вариантах выполнения устройство может иметь одиночный электрический или электронный компонент, содержащий устройство 123 и контроллер 124. В этом варианте выполнения контроллер 124 управляется с интерфейса 125 пользователя. Интерфейс 125 пользователя расположен снаружи устройства 100. Интерфейс 125 пользователя может содержать нажимную кнопку, триггерный переключатель, круговую шкалу, сенсорный экран и т.п.
В этом варианте выполнения в результате управления интерфейсом 125 пользователя контроллер 124 управляет устройством 123 с целью пропускания переменного электрического тока через катушку 122, так чтобы катушка 122 генерировала переменное магнитное поле. Катушка 122 и нагревательный элемент 110 надлежащим образом расположены относительно друг друга, так что переменное магнитное поле, создаваемое катушкой 122, проникает в нагревающийся материала нагревательного элемента 110. Когда нагревающийся материал нагревательного элемента 110 является электропроводным материалом, это может вызывать генерирование одного или нескольких вихревых токов в нагревающемся материале. Течение вихревых токов в нагревающемся материале преодолевает электрическое сопротивление нагревающегося материала и вызывает нагрев нагревающегося материала за счет джоулева нагрева. Как упомянуто выше, когда нагревающийся материал представляет собой магнитный материал, ориентация магнитных диполей в нагревающемся материале изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля, что вызывает генерирование тепла в нагревающемся материале.
Устройство 100 этого варианта выполнения содержит датчик 126 температуры для определения температуры зоны 113 нагрева. Датчик 126 температуры соединен с возможностью связи с контроллером 124, так чтобы контроллер 124 мог отслеживать температуру зоны 113 нагрева. В некоторых вариантах выполнения датчик 126 температуры может быть выполнен с возможностью оптического измерения температуры зоны 113 нагрева или изделия, помещенного в зону 113 нагрева. В некоторых вариантах изделие, помещенное в зону нагрева, может содержать термочувствительный элемент, такой как резистивный термочувствительный элемент (RTD), для определения температуры изделия. Изделие также может содержать одну или несколько клемм, соединенных, например, посредством электрического соединения, с термочувствительным элементом. Клемма (клеммы) может быть предназначена для выполнения соединения, например, электрического соединения, с монитором температуры (не показан) устройства 100, когда изделие находится в зоне 113 нагрева. Контроллер 124 может содержать монитор температуры. Монитор температуры устройства 100 может определять температуру изделия во время использования изделия с устройством 100.
На основании одного или нескольких сигналов, полученных от датчика 126 температуры (и/или термочувствительного элемента, если таковой предусмотрен), контроллер 124 при необходимости может вынуждать устройство 123 регулировать характеристику изменяющегося или переменного тока, проходящего через катушку 122, чтобы температура зоны 113 нагрева оставалась в пределах предварительно заданного температурного диапазона. Эта характеристика может быть, например, амплитудой или частотой. В пределах предварительно заданного температурного диапазона во время использования образующий дым материал внутри изделия, помещенного в зону 113 нагрева, достаточно нагревается для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала без горения образующего дым материала. Соответственно, контроллер 124 и устройство 100 в целом выполнены с возможностью нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала без горения образующего дым материала. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон составляет от приблизительно 50°C до приблизительно 250°C, например, от приблизительно 50°C до приблизительно 150°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 120°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 100°C, от приблизительно 50°C до приблизительно 80°C или от приблизительно 60°C до приблизительно 70°C. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон составляет от приблизительно 170°C до приблизительно 220°C. В некоторых вариантах выполнения температурный диапазон может отличаться от указанного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения устройство 100 может содержать мундштук (не показан). Мундштук можно соединять с возможностью отсоединения с остальным устройством 100 с целью соединения мундштука с остальным устройством 100. В других вариантах выполнения мундштук и остальная часть устройства могут быть соединены постоянно, например, через шарнирный или гибкий элемент.
Мундштук может быть расположен относительно нагревательного элемента 110, так чтобы закрывать отверстие в зоне 113 нагрева, через которое изделие можно вставлять в зону 113 нагрева. Когда мундштук расположен таким образом относительно нагревательного элемента 110, канал мундштука может сообщаться по текучей среде с зоной 113 нагрева. Во время использования канал действует в качестве прохода, позволяя испаряющемуся материалу проходить через зону 113 нагрева к наружной стороне устройства 100.
Во время нагрева зоны 113 нагрева и, таким образом, какого-либо находящегося в ней изделия пользователь может вдыхать испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) образующего дым материала посредством затяжки испаряющимся компонентом (испаряющимися компонентами) через мундштук изделия (если таковой предусмотрен) или через мундштук устройства (если таковой предусмотрен). Воздух может поступать в изделие через зазор между изделием и нагревательным элементом 110 или в некоторых вариантах выполнения устройство 100 может определять впуск воздуха, который обеспечивает сообщение по текучей среде зоны 113 нагрева с наружной стороной устройства 100. Когда испаряющийся компонент (испаряющиеся компоненты) удаляются из изделия, воздух может втягиваться в зону 113 нагрева через впуск воздуха устройства 100.
В этом варианте выполнения устройство 100 содержит первую массу термоизоляции 130 между катушкой 122 и нагревательным элементом 110. Первая масса термоизоляции 130 окружает нагревательный элемент 110. В этом варианте выполнения первая масса термоизоляции 130 содержит пластик с замкнутыми ячейками. Однако в других вариантах выполнения первая масса термоизоляции 130 может содержать, например, один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта, резинового материала, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона и гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон. Термоизоляция дополнительно или как вариант может содержать воздушный зазор. Такая первая масса термоизоляции 130 может способствовать предотвращению уноса тепла от нагревательного элемента 110 к компонентам устройства 100, которые не относятся к зоне 113 нагрева, может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева и/или может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 110 к наружной поверхности устройства 100. Это может повысить комфортность пользователя, когда он удерживает устройство 100.
В этом варианте выполнения устройство 100 также содержит вторую массу термоизоляции 140, которая окружает катушку 122. В этом варианте выполнения вторая масса термоизоляции 140 содержит вату или ворс. Однако в других вариантах выполнения вторая масса термоизоляции 140 может содержать, например, один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: аэрогеля, вакуумной изоляции, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги или картона, гофрированного материала, такого как гофрированная бумага или картон, материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта, резинового материала. В некоторых вариантах выполнения вторая масса термоизоляции 140 может содержать один или несколько материалов описанных выше применительно для первой массы термоизоляции 130. Термоизоляция дополнительно или как вариант может содержать воздушный зазор. Такая вторая масса термоизоляции 140 может способствовать уменьшению переноса тепловой энергии от нагревательного элемента 110 к наружной поверхности устройства 100 и дополнительно или как вариант может способствовать увеличению эффективности нагрева зоны 113 нагрева.
В некоторых вариантах выполнения первая масса или вторая масса или обе массы термоизоляции 130, 140 могут отсутствовать. В некоторых вариантах выполнения катушка 122 может быть заделана в тело термоизоляции. Такое тело термоизоляции может примыкать к нагревательному элементу 110 или охватывать его. Тело термоизоляции может, например, занимать пространства, занимаемые первой и второй массами термоизоляции 130, 140 в устройстве 100 из фиг. 1 и 2, в добавление к охватыванию катушки 122. Такое тело термоизоляции может содержать, например, один или несколько термоизоляторов, выбранных группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластика с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта и резинового материала. В добавление к вышеописанным тепловым характеристикам такое тело термоизоляции может способствовать повышению надежности устройства 100, например, способствуя поддержанию относительного положения катушки 122 и нагревательного элемента 110. Тело термоизоляции можно изготовить посредством заливки материала тела термоизоляции вокруг катушки 122 и возле нагревательного элемента 110 или вокруг него для получения залитой катушки 122 и нагревательного элемента 110.
В некоторых вариантах выполнения устройство 100 содержит зазор между сáмой наружной поверхностью 110b нагревательного элемента 110 и сáмой внутренней поверхностью катушки 122. В некоторых таких вариантах выполнения первая масса термоизоляции 130 может отсутствовать. Пример такого варианта выполнения показан на фиг. 3. На фиг. 3 показан схематический вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения. Устройство 200 этого варианта выполнения идентично устройству 100 из фиг. 1 и 2 за исключением того, что первая масса термоизоляции 130 отсутствует. Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения применительно к устройству 200 из фиг. 3 можно предусмотреть любую из вышеописанных разновидностей устройства из фиг. 1 и 2.
На фиг. 3 показано устройство 200, которое имеет на фигуре намеренно увеличенный для ясности зазор G, равный приблизительно двум миллиметрам, между сáмой наружной поверхностью 110b нагревательного элемента 110 и сáмой внутренней поверхностью катушки 122. В разновидности этого варианта выполнения зазор G может не равняться двум миллиметрам, например, может составлять от приблизительно одного до приблизительно трех миллиметров или от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 миллиметров. Такой зазор G сам по себе может действовать в виде термоизолятора для способствования получению некоторых или всех вышеописанных тепловых характеристик. В варианте выполнения, например, показанном на фиг. 3, нагревательный элемент 110 может быть подвешен в катушке 122. Нагревательный элемент 110 может поддерживаться за счет крепления к стенке, к которой прикреплен датчик 126 температуры.
Такие варианты выполнения устройства 100 могут быть внедрены с возможностью «самоочистки» нагревательного элемента 110. Например, в некоторых вариантах выполнения контроллер 124 может быть выполнен таким образом, чтобы благодаря соответствующему управлению пользователя с интерфейса 125 пользователя при необходимости приводить в действие устройство 123 для регулирования характеристики варьирования или изменения электрического тока, проходящего через катушку 122, для увеличения температуры нагревательного элемента 110 до уровня, при котором остаток или отходы от предыдущего израсходованного изделия на нагревательном элементе 110 могли бы сгореть. Эта характеристика может быть, например, амплитудой или частотой. Температура может быть, например, свыше 500 градусов Цельсия.
Некоторые варианты выполнения устройства 100 могут быть внедрены с возможностью обеспечения тактильной обратной связи с пользователем. Обратная связь может указывать, что выполняется нагрев или может инициироваться таймером и указывать, что превышен расход заданной пропорциональной части от исходного количества испаряющегося компонента (испаряющихся компонентов) образующего дым материала в изделии и т.п. Тактильная обратная связь может создаваться посредством взаимодействия катушки 122 и нагревательного элемента 110 (т.е. посредством магнитного влияния), взаимодействия электропроводного элемента с катушкой 122, вращения вибродвигателя, многократной подачи тока на пьезоэлектрический элемент и его отключения и т.п. Дополнительно или как вариант некоторые варианты выполнения устройства 100 могут использовать такую тактильную обратную связь для способствования вышеописанному процессу «самоочистки» посредством вибрационной очистки нагревательного элемента 110.
В некоторых вариантах выполнения генератор 120 магнитного поля может быть выполнен с возможностью генерирования множества изменяющихся магнитных полей для проникновения в различные соответствующие участки нагревательного элемента 110. Например, устройство 100 может содержать несколько катушек. Множество катушек устройства 100 можно приводить в действие для обеспечения постепенного нагрева нагревательного элемента 110 и, таким образом, постепенного нагрева образующего дым материала в изделии, расположенном в зоне 113 нагрева, и, тем самым, постепенного генерирования пара. Например, одна катушка может нагревать первую область нагревающегося материала относительно быстро для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала и образования пара в первой области образующего дым материала. Другая катушка может нагревать вторую область нагревающегося материала относительно медленно для инициирования испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала и образования пара во второй области образующего дым материала. Соответственно, пар для вдыхания пользователем может образовываться относительно быстро, и пар может образовываться и далее для последующего вдыхания пользователем даже после того, как первая область образующего дым материала может прекратить генерирование пара. Первоначально ненагретая вторая область образующего дым материала может действовать в качестве фильтра для уменьшения температуры образующегося пара или смягчения пара во время нагрева первой области образующего дым материала.
На фиг. 5 и 6 показаны схематический вид в разрезе примера другого устройства для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала по варианту выполнения изобретения и схематический вид в разрезе мундштука устройства. Устройство 300 этого варианта выполнения идентично устройству 100 из фиг. 1 и 2 за исключением того, что мундштук 320 содержит нагревательный элемент 110 и зону 113 нагрева.
Для образования отдельных соответствующих вариантов выполнения применительно к устройству 300 из фиг. 5 и 6 можно предусмотреть любую из вышеописанных разновидностей устройства из фиг. 1 и 2.
Устройство 300 этого варианта выполнения содержит тело 310 и мундштук 320. Тело 310 содержит генератор 120 магнитного поля. Тело 310 является таким же, как устройство 100, показанное на фиг. 1 и 2, за исключением того, что нагревательный элемент 110 с находящейся в нем зоной 113 нагрева содержится в мундштуке 320, и его можно удалять из первой массы термоизоляции 130 посредством перемещения мундштука 320 относительно тела 310, как показано на фиг. 6.
В положении относительно мундштука 320, как показано на фиг. 5, тело 310 устройства 300 закрывает отверстие в зоне 113 нагрева, через которое изделие вставляют в зону 113 нагрева. Когда мундштук 320 установлен в такое положение относительно тела 310, канал 322, определяемый мундштуком 320, сообщается по текучей среде с зоной 113 нагрева и обеспечивает сообщение по текучей среде зоны 113 нагрева с наружной стороной устройства 300. Во время использования устройства 300 канал 322 позволяет испаряющемуся материалу проходить через зону 113 нагрева наружу устройства 300.
Мундштук 320 можно перемещать относительно тела 310 для обеспечения доступа к зоне 113 нагрева снаружи устройства 300, например, для вставления или удаления изделия или для очистки зоны 113 нагрева. Наличие мундштука 320 позволяет получить сквозное отверстие через зону 113 нагрева, которое позволяет выполнять очистку по всей длине зоны 113 нагрева. В этом варианте выполнения мундштук 320 может входить в зацепление с возможностью разборки с телом 310 для соединения мундштука 320 с телом 310. Таким образом, мундштук 320 можно полностью отсоединять от тела 310, как показано на фиг. 6. В некоторых вариантах выполнения мундштук 320 может быть предметом одноразового использования с нагревательным элементом 110. В других вариантах выполнения мундштук 320 и тело 310 могут быть соединены постоянно, например, с помощью шарнира или гибкого элемента. Мундштук 320 можно перемещать относительно тела 310 из положения, показанного на фиг. 6, в положение, показанное на фиг. 5, так чтобы катушка 122 окружала нагревательный элемент 110.
Мундштук 320 устройства 300 может содержать или может быть пропитан ароматизатором. Ароматизатор может быть расположен таким образом, чтобы он захватывался нагретым паром, когда пар проходит через канал 322 мундштука 320 во время использования.
В других вариантах выполнения устройства 300 нагревательный элемент, расположенный в мундштуке, может иметь отличающуюся форму. Например, нагревательный элемент может содержать стержень или полосу, содержащие нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны 113 нагрева. К примеру, нагревательный элемент можно вставлять в изделие, содержащее образующий дым материал и помещенное в зону 113 нагрева. Зона 113 нагрева может находиться в теле 310 устройства 300 или в мундштуке 320. Например, в некоторых вариантах выполнения нагревательный элемент вставляют в зону 113 нагрева, когда мундштук 320 перемещают относительно тела 310 устройства 300. В других вариантах выполнения мундштук 320 содержит один или несколько компонентов, которые совместно определяют зону 113 нагрева, и нагревательный элемент расположен в зоне 113 нагрева.
В некоторых вариантах выполнения устройство может иметь механизм для сжатия изделия, когда изделие вставляют в углубление, или когда оно взаимодействует с интерфейсом. Такое сжатие изделия может обеспечивать сжатие образующего дым материала в изделии для увеличения теплопроводности образующего дым материала. Другими словами, сжатие образующего дым материала может обеспечивать бóльшую теплопередачу через изделие. Например, в некоторых вариантах выполнения устройство может содержать первый и второй элементы, между которыми расположена зона 113 нагрева. Первый и второй элементы можно перемещать друг к другу для сжатия зоны 113 нагрева. В некоторых вариантах выполнения первый и второй элементы могут не содержать нагревающегося материала. Таким образом, при генерировании изменяющегося магнитного поля с помощью генератора 120 магнитного поля большее количество энергии изменяющегося магнитного поля будет доступно для обеспечения нагрева нагревательного элемента 110. Однако в других вариантах выполнения один из первого и второго элементов или оба элемента могут содержать нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, генерируемого генератором 120 магнитного поля. Это может обеспечивать дополнительный и/или более равномерный нагрев образующего дым материала изделия.
В некоторых вариантах выполнения нагревающийся материал нагревательного элемента 110 может содержать разрывы или отверстия. Такие разрывы или отверстия могут действовать в качестве терморазрывов для регулирования степени, до которой нагреваются во время использования различные области образующего дым материала. Участки нагревающегося материала с разрывами или отверстиями могут нагреваться до меньшей степени, чем участки разрывов или отверстий. Это может способствовать постепенному нагреванию образующего дым материала и, таким образом постепенному генерированию пара.
В каждом из вышеописанных вариантов выполнения образующий дым материал содержит табак. Однако в соответствующих разновидностях каждого из этих вариантов выполнения образующий дым материал может состоять из табака, может состоять, по существу, полностью из табака, может содержать табак и образующий дым материал, который не является табаком, может содержать образующий дым материал, который не является табаком, или может не содержать табак. В некоторых вариантах выполнения образующий дым материал может содержать пар или аэрозоль, образующий вещество или увлажнитель, например, глицерол, пропиленгликоль, триацетин или диэтиленгликоль.
В некоторых вариантах выполнения вышеописанные изделия реализуют, поставляют и т.д. отдельно от устройства 100, 200, 300, с которым их можно использовать. Однако в некоторых вариантах выполнения устройство 100, 200, 300 и одно или несколько изделий могут быть представлены в виде системы, например комплекта или сборочной единицы, возможно с дополнительными компонентами, такими как чистящие принадлежности.
Настоящее изобретение может быть внедрено в виде системы, содержащей любое из описанных в настоящей заявке изделий и любое из описанных в настоящей заявке устройств, причем само устройство также имеет нагревающийся материал, такой как сусцептор, для нагрева посредством проникновения изменяющегося магнитного поля, генерируемого генератором магнитного поля. Тепло, генерируемое в нагревающемся материале самого устройства, может предаваться изделию для дальнейшего нагрева помещенного в него образующего дым материала.
Для решения различных проблем и повышения существующего уровня техники все содержание настоящей заявки сопровождается описанием различных вариантов выполнения, с помощью которых заявленное изобретение может быть внедрено на практике и которые позволяют получить устройство высокого качества для нагрева образующего дым материала с целью испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала. Преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения представлены только в виде показательного образца вариантов выполнения и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они предназначены только для облегчения понимания и изучения заявленных отличительных признаков. Следует принять во внимание, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, отличительные признаки, конструкции и/или другие аспекты изобретения не рассматриваются как ограничения изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничения эквивалентов формулы изобретения, и что могут использоваться другие варианты выполнения и выполняться модификации без отклонения от объема и/или сущности изобретения. Различные варианты выполнения могут надлежащим образом содержать, состоять или, по существу, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, отличительных признаков, частей, этапов, средств и т.д. Раскрытие может включать в себя другие изобретения, которые не заявлены в настоящем описании, но могут быть заявлены в дальнейшем.
1. Устройство, выполненное с возможностью нагрева образующего дым материала для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, содержащее:
зону нагрева, выполненную с возможностью размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал,
генератор магнитного поля, выполненный с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, и
удлиненный нагревательный элемент, расположенный, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева.
2. Устройство по п. 1, в котором зона нагрева ограничена нагревательным элементом и в котором зона нагрева не содержит никакого нагревающегося материала, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
3. Устройство по п. 1, в котором нагревательный элемент является трубчатым нагревательным элементом, который окружает зону нагрева.
4. Устройство по п. 1, также содержащее массу термоизоляции, окружающую нагревательный элемент.
5. Устройство по п. 1, в котором генератор магнитного поля содержит катушку и устройство, выполненное с возможностью пропускания изменяющегося электрического тока через катушку.
6. Устройство по п. 5, в котором катушка окружает нагревательный элемент.
7. Устройство по п. 6, также содержащее массу термоизоляции, расположенную между катушкой и нагревательным элементом.
8. Устройство по п. 7, в котором термоизоляция содержит один или несколько термоизоляторов, выбранных из группы, состоящей из: материала с закрытыми ячейками, пластикового материала с закрытыми ячейками, аэрогеля, вакуумной изоляции, силиконового пенопласта, резинового материала, ваты, ворса, нетканого материала, нетканого ворса, тканого материала, вязаного материала, нейлона, пены, полистирола, полиэфира, полиэфирной нити, полипропилена, смеси полиэфира и полипропилена, ацетилцеллюлозы, бумаги, картона и гофрированного материала.
9. Устройство по п. 6, также содержащее массу термоизоляции, окружающую катушку.
10. Устройство по п. 6, в котором между сáмой наружной поверхностью нагревательного элемента и сáмой внутренней поверхностью катушки образован зазор от приблизительно одного до приблизительно трех миллиметров.
11. Устройство по п. 5, в котором катушка продолжается вдоль продольной оси, которая, по существу, выровнена с продольной осью удлиненного нагревательного элемента.
12. Устройство по п. 5, в котором импеданс катушки равен или, по существу, равен импедансу нагревательного элемента.
13. Устройство по п. 1, в котором наружная поверхность нагревательного элемента имеет коэффициент теплового излучения 0,1 или меньше.
14. Устройство по п. 1, в котором нагревательный элемент содержит удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и состоящий полностью или, по существу, полностью из нагревающегося материала.
15. Устройство по п. 1, в котором нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: электропроводного материала, магнитного материала и немагнитного материала.
16. Устройство по п. 1, в котором нагревающийся материал содержит металл или металлический сплав.
17. Устройство по п. 1, в котором нагревающийся материал содержит один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из: алюминия, золота, железа, никеля, кобальта, проводящего углерода, графита, углеродистой стали, нержавеющей стали, ферритной нержавеющей стали, меди и бронзы.
18. Устройство по п. 1, в котором нагревающийся материал чувствителен к воздействию вихревых токов, индуцируемых в нагревающемся материале за счет проникновения изменяющегося магнитного поля.
19. Устройство по п. 1, в котором первая часть нагревающегося элемента более чувствительна к воздействию вихревых токов, индуцируемых в ней за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, чем вторая часть нагревательного элемента.
20. Устройство по п. 1, в котором нагревательный элемент содержит: удлиненный нагревательный элемент, содержащий нагревающийся материал, и покрытие, расположенное на внутренней поверхности нагревательного элемента, причем указанное покрытие более ровное или более твердое, чем внутренняя поверхность нагревательного элемента.
21. Устройство по п. 1, также содержащее:
тело, содержащее генератор магнитного поля, и
мундштук, который определяет канал, сообщающийся по текучей среде с зоной нагрева,
в котором мундштук можно перемещать относительно тела для обеспечения доступа к зоне нагрева, причем мундштук содержит удлиненный нагревательный элемент.
22. Система, содержащая:
устройство для нагрева образующего дым материала для испарения, по меньшей мере, одного компонента из образующего дым материала, причем указанное устройство содержит зону нагрева для размещения, по меньшей мере, части изделия, содержащего образующий дым материал, генератор магнитного поля для генерирования изменяющегося магнитного поля и удлиненный нагревательный элемент, продолжающийся, по меньшей мере, частично вокруг зоны нагрева и содержащий нагревающийся материал, который может нагреваться за счет проникновения изменяющегося магнитного поля для нагрева зоны нагрева; и
изделие для использования с указанным устройством, причем изделие содержит образующий дым материал.
