Устройство, генерирующее аэрозоль, с нагревателем с памятью формы
Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля. Устройство содержит нагревательную камеру (10), выполненную с возможностью вмещения изделия (12), генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, и нагревательный элемент (14), расположенный в нагревательной камере. Нагревательный элемент выполнен с возможностью проникновения в изделие, генерирующее аэрозоль. Нагревательный элемент содержит одно или более из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики и биметалла с памятью формы. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля. Известны устройства, генерирующие аэрозоль, которые нагревают, а не сжигают, субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как табак. Эти устройства нагревают субстрат, генерирующий аэрозоль, до достаточно высокой температуры для создания аэрозоля для вдыхания пользователем.
Эти устройства, генерирующие аэрозоль, обычно содержат нагревательную камеру, при этом нагревательный элемент расположен внутри нагревательной камеры. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, генерирующий аэрозоль, может быть вставлено в нагревательную камеру и нагрето нагревательным элементом. Нагревательный элемент обычно выполнен в виде нагревательного штыря и проникает в субстрат, генерирующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие вставлено в нагревательную камеру. Нагревательный элемент преимущественно нагревает субстрат, непосредственно окружающий нагревательный элемент. Субстрат, который расположен на расстоянии от нагревательного элемента около внешней окружности изделия, нагревается в меньшей степени. Результатом может быть неравномерный нагрев субстрата.
Следовательно, существует потребность в оптимизации нагрева и, таким образом, генерирования аэрозоля в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Для достижения этой и других целей в настоящем изобретении предложено устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля. Устройство содержит нагревательную камеру, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, и нагревательный элемент, расположенный в нагревательной камере. Нагревательный элемент выполнен с возможностью проникновения в изделие, генерирующее аэрозоль. Нагревательный элемент содержит одно или более из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики и биметалла с памятью формы.
Благодаря материалу нагревательного элемента форма нагревательного элемента предпочтительно изменяется во время операции нагрева таким образом, что увеличивается площадь поверхности между нагревательным элементом и субстратом, генерирующим аэрозоль. Следовательно, нагревательный элемент предпочтительно выполнен с возможностью изменения своей формы во время операции нагрева. Генерирование аэрозоля может быть оптимизировано во время операции нагрева за счет измененной формы нагревательного элемента. Предпочтительно первоначальная форма нагревательного элемента обеспечивается такой, чтобы изделие, генерирующее аэрозоль, вставляемое в нагревательную камеру, можно было легко вставить в нагревательную камеру. Например, нагревательный элемент в исходном положении может иметь форму нагревательного штыря или нагревательной пластины. После того как изделие, генерирующее аэрозоль, было вставлено в нагревательную камеру, и нагревательный элемент проник в субстрат, генерирующий аэрозоль, содержащийся в изделии, форма нагревательного элемента изменяется. Нагревательный элемент предпочтительно принимает форму, которая не является прямой, а изогнута или скручена, так что поверхность контакта с субстратом, генерирующим аэрозоль, увеличивается. После изменения формы нагревательный элемент может иметь форму спирали или намотки.
Изменение формы нагревательного элемента может применяться для закрепления изделия, генерирующего аэрозоль, внутри нагревательной камеры. В связи с этим изделие, генерирующее аэрозоль, может быть зажато внутри нагревательной камеры вследствие изменения формы нагревательного элемента. Нежелательное удаление или изменение положения изделия может быть предотвращено изменением формы нагревательного элемента подобно штопору, расположенному внутри пробки.
Операция нагрева также может обозначаться как цикл нагрева. Операция нагрева запускается при активации нагревательного элемента. Нагревательный элемент можно активировать с помощью кнопки. Нагревательный элемент может быть активирован датчиком, обнаруживающим вставку изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может быть активирован посредством интерфейса связи, находящегося в связи с внешним устройством, таким как смартфон или умные часы. Операция нагрева может начинаться с активации нагревательного элемента и заканчиваться деактивацией нагревательного элемента.
После завершения операции нагрева нагревательный элемент предпочтительно возвращается к своей исходной форме. Это предпочтительно способствует легкому удалению изделия, генерирующего аэрозоль, из нагревательной камеры.
Нагревательная камера может иметь полую трубчатую форму для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, с цилиндрической формой, напоминающей обычную сигарету. Отверстие нагревательной камеры для вставки изделия может быть круглым. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде нагревательной пластины, расположенной в центре нагревательной камеры.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью изменения своей формы на время операции нагрева.
В этом варианте осуществления можно повысить генерирование аэрозоля, поскольку во время операции нагрева нагреваются различные части субстрата, генерирующего аэрозоль. В начале операции нагрева преимущественно может нагреваться первая часть субстрата, генерирующего аэрозоль. Во время операции нагрева дополнительные части субстрата, генерирующего аэрозоль, преимущественно нагреваются из-за прогрессирования изменения формы нагревательного элемента. Следовательно, достигается более равномерное генерирование аэрозоля. Нагревательный элемент может быть выполнен так, чтобы располагаться в первой форме в начале операции нагрева. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью приобретения ближе к концу операции нагрева второй формы, которая отличается от первой формы. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью возвращения из второй формы в первую форму после завершения операции нагрева. Нагревательный элемент может быть выполнен так, чтобы иметь несколько отдельных различных форм во время операции нагрева между нахождением в первой форме и второй форме.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью непрерывного изменения своей формы на время операции нагрева. Непрерывное изменение формы нагревательного элемента приводит к более равномерному генерированию аэрозоля.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью изменения своей формы по прошествии конкретных, предпочтительно заданных периодов времени для нагрева конкретных желаемых частей субстрата, генерирующего аэрозоль.
Сплавы с памятью формы, используемые для нагревательного элемента, включают (кроме прочего): Ag-Cd 44/49 ат. % Cd, Au-Cd 46,5/50 ат. % Cd, Cu-Al-Ni 14/14,5 вес. % Al и 3/4,5 вес. % Ni, Cu-Sn прибл. 15 ат. % Sn, Cu-Zn 38,5/41,5 вес. % Zn, Cu-Zn-X (X=Si, Al, Sn), Fe-Pt прибл. 25 ат. % Pt, Mn-Cu 5/35 ат. % Cu, Fe-Mn-Si, Co-Ni-Al, Co-Ni-Ga, Ni-Fe-Ga, Ti-Nb, Ni-Ti прибл. 55-60 вес. % Ni, Ni-Ti-Hf, Ni-Ti-Pd, Ni-Mn-Ga.
Подходящие полимеры с памятью формы, используемые для нагревательного элемента, включают (кроме прочего): сложные полиэфиры, поликарбонаты, простые полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиакрилаты, поливинилы, полистиролы, полиуретаны, полиэтилен, полиэфируретаны, полиэфиримиды, полиметакрилаты, полиоксиметилен, поли-ε-капролактон, полидиоксанон, полиизопрен, сополимер стирола, блок-сополимер стирола, изопрена и бутадиена, цианатный эфир, сополимеры стеарилакрилата и акриловой кислоты или метилакрилата, гомополимеры или сополимеры норбонена или диметаноктагидронафталина, малемид, силиконы, натуральные каучуки, синтетические каучуки и их смеси и композиции. Кроме того, полимеры с памятью формы могут быть армированными или неармированными полимерными материалами с памятью формы.
Керамика с памятью формы, используемая для нагревательного элемента, включает (кроме прочего): слюдостеклокерамику, бета-сподуменовую стеклокерамику, стеклокерамику 2ZnO-B2O3, различные спеченные керамические материалы, содержащие очень мало стеклофазы, включая слюду (KMg3AlSi3O10F2), нитрид кремния (Si3N4), карбид кремния (SiC), диоксид циркония (ZrO2) и оксид алюминия (Al2O3), керамику, содержащую ZrO2, мартенситную керамику с памятью формы, эффект памяти формы наблюдался в оксидах перовскитного типа (Pb, La) (Zr, Ti)O3 (PZST), Pb(Zr, Sn, Sn, Ti)O3 (PZST), (Pb, La) (Zr, Sn, Ti)O3 (PLSnZT) и (Pb, Nb) (Zr, Sn, Ti) O3, (Sr, Ba) Nb2 O6 и гексагональных манганитах RMnO3 (R''Ho, Y).
Предпочтительно нагревательный элемент содержит материал с памятью формы, то есть сплав с памятью формы, полимер с памятью формы или керамику с памятью формы, для способствования изменению формы во время операции нагрева.
Нагревательный элемент может содержать сплав с памятью формы, полимер с памятью формы, керамику или биметалл с памятью формы.
Если температура для работы нагревательного элемента аналогична или идентична температуре, которая является оптимальной для достижения изменения формы материала, изменяющего форму, материал, изменяющий форму, может предпочтительно использоваться в качестве единственного материала нагревательного элемента.
Нагревательный элемент может содержать часть, изменяющую форму, и нагревательную часть, при этом нагревательная часть предпочтительно может быть эластичной. Нагревательная часть может быть изготовлена из известного резистивного материала, тогда как часть, изменяющая форму, может содержать сплав с памятью формы, полимер с памятью формы, керамику или биметалл с памятью формы, как описано выше.
Часть, изменяющая форму, может использоваться для способствования изменению формы нагревательного элемента во время операции нагрева. Нагревательная часть нагревательного элемента может использоваться для способствования нагреву субстрата, генерирующего аэрозоль, во время операции нагрева. Субстрат, генерирующий аэрозоль, может содержать табак и может оптимально генерировать аэрозоль при температуре, которая может отличаться от температуры, необходимой для изменения формы части, изменяющей форму. Таким образом, устройство может работать оптимально, если нагревательный элемент разделен на часть, изменяющую форму, и нагревательную часть. Часть, изменяющая форму, может быть прикреплена к нагревательной части или расположена рядом с ней, так что изменение формы части, изменяющей форму, приводит к тому, что нагревательная часть также изменяет форму.
Выполнение нагревательной части эластичной позволяет вернуть нагревательную часть в ее первоначальную форму после завершения операции нагрева. Часть, изменяющая форму, может быть выполнена с возможностью изменения своей формы из первой формы в начале операции нагрева во вторую форму ближе к концу операции нагрева и обратно в первую форму после завершения операции нагрева. Нагревательная часть может повторять изменение формы части, изменяющей форму.
Весь нагревательный элемент, или нагревательная часть, или часть, изменяющая форму, могут быть расположены снаружи вставляемого изделия, генерирующего аэрозоль, и нагревать субстрат, генерирующий аэрозоль, снаружи.
Могут быть предусмотрены зажимные средства для надежного удерживания изделия, генерирующего аэрозоль, внутри нагревательной камеры во время работы устройства. Зажимные средства могут быть выполнены в виде иглы или элемента, подобного тормозной колодке. Предпочтительно зажимные средства выполнены в виде элемента, изменяющего форму, содержащего сплав с памятью формы, полимер с памятью формы, керамику или биметалл с памятью формы. Зажимные средства могут приводиться в действие вместе с нагревательным элементом для изменения формы. Зажимные средства могут быть выполнены с возможностью прижатия изделия, генерирующего аэрозоль, к нагревательному элементу.
Устройство дополнительно может содержать блок питания и контроллер, при этом контроллер может содержать контроллер изменения формы, выполненный с возможностью управления подачей питания на часть, изменяющую форму. Контроллер может содержать контроллер нагрева, выполненный с возможностью управления подачей питания на нагревательную часть. Схемы питания части, изменяющей форму, и нагревательной части могут быть выполнены как отдельные схемы подачи питания.
Для нагревательной части может потребоваться большее количество энергии, доставляемой блоком питания для нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль. Части, изменяющей форму, может потребоваться меньшее количество питания для способствования изменению формы. Части, изменяющей форму, может потребоваться относительно большое количество питания в начале операции нагрева для способствования изменению формы и может не потребоваться никакого или меньшее количество питания во время операции нагрева. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на нагревательную часть и часть, изменяющую форму, по отдельности, чтобы оптимально способствовать нагреву субстрата, генерирующего аэрозоль, и изменению формы нагревательного элемента посредством части, изменяющей форму. Контроллер нагрева контроллера выполнен с возможностью управления подачей питания на нагревательную часть. Подача питания на нагревательную часть может выполняться для оптимизации генерирования аэрозоля. Питание, подаваемое на часть, изменяющую форму, может быть предусмотрено для оптимизации изменения формы нагревательного элемента. Электроизолирующий слой может быть расположен между частью, изменяющей форму, и нагревательной частью для способствования разделению схем подачи питания между нагревательной частью и частью, изменяющей форму.
Нагревательный элемент может быть выполнен в виде нагревательного штыря, или пластины, или иглы. Часть, изменяющая форму, и нагревательная часть могут быть расположены вдоль продольной длины нагревательного элемента.
Часть, изменяющая форму, может быть расположена сразу за нагревательной частью. Обеспечение части, изменяющей форму, вместе с нагревательной частью вдоль продольной длины нагревательного элемента может оптимизировать свойства изменения формы нагревательного элемента. В связи с этим изменение формы части, изменяющей форму, может оптимальным образом привести к изменению формы нагревательной части.
Часть, изменяющая форму, может быть выровнена по центру в нагревательном элементе, и нагревательная часть может быть расположена вокруг части, изменяющей форму, или нагревательная часть может быть выровнена по центру в нагревательном элементе, и часть, изменяющая форму, может быть расположена вокруг нагревательной части.
Расположение части, изменяющей форму, по центру и нагревательной части, вокруг части, изменяющей форму, может оптимизировать теплопередачу от нагревательной части к субстрату, генерирующему аэрозоль. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде катушки, рукава или резистивного покрытия. Расположение нагревательной части по центру и части, изменяющей форму, вокруг нагревательной части может оптимизировать передачу усилия от части, изменяющей форму, к нагревательной части, тем самым способствуя изменению формы нагревательной части в результате изменения формы части, изменяющей форму. Нагревательный элемент предпочтительно выполнен эластичным.
Изменение формы нагревательного элемента может быть вызвано конкретными диапазонами температур, светом с конкретными длинами волн, воздействием электричества, воздействием магнитного поля, другими физическими пусковыми механизмами или химическими пусковыми механизмами.
Предпочтительно изменение формы вызывается подачей электрического напряжения на часть, изменяющую форму. В связи с этим контроллер устройства может быть выполнен с возможностью управления подачей питания от батареи к части, изменяющей форму так, что электроэнергия проходит от батареи на часть, изменяющую форму, тем самым способствуя изменению формы нагревательного элемента.
Нагревательный элемент может быть выполнен в виде нагревательного штыря или пластины, при этом нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью распространения в направлении наружу, предпочтительно с образованием нескольких сегментов, во время операции нагрева. Эта конфигурация нагревательного элемента также может указывать на обеспечение нагревательному элементу возможности вытягиваться наружу или деформироваться наружу.
Термин «распространяться в направлении наружу» относится к перемещению нагревательного элемента от центральной продольной оси нагревательного элемента, которая идентична центральной продольной оси нагревательной камеры, в направлении наружу к стенкам нагревательной камеры. Это перемещение также может означать радиальное перемещение наружу. Обеспечение нагревательного элемента, имеющего несколько сегментов, дает то преимущество в том, что распределение тепла от нагревательного элемента к субстрату, генерирующему аэрозоль, может быть оптимизировано. Кроме того, сила удержания, удерживающая изделие, генерирующее аэрозоль, в нагревательной камере, может увеличиваться во время вытягивания нагревательного элемента.
Нагревательный элемент может быть выполнен из сложенной полоски материала с памятью формы, выполненной с возможностью распространения в направлении наружу во время операции нагрева.
Сложенная полоска материала с памятью формы может иметь такую форму, что два сложенных слоя вместе составляют часть, изменяющую форму, нагревательного элемента. Во время операции нагрева два слоя могут начать изгибаться в направлении наружу, тем самым давя на субстрат, генерирующий аэрозоль.
Нагревательный элемент может содержать катушки вокруг своей поверхности или накладки, расположенные на поверхности, при этом катушки или накладки могут быть предусмотрены с возможностью распространения в направлении наружу во время операции нагрева.
Катушки выполнены в виде нескольких небольших катушек вокруг поверхности нагревательного элемента. Во время операции нагрева концы катушек могут проходить в направлении наружу. Окончательная форма этого варианта может выглядеть как колючая проволока. После завершения операции нагрева катушки возвращаются к своей исходной форме. После этого изделие, генерирующее аэрозоль, можно легко удалить из нагревательного элемента. Когда нагревательный элемент содержит накладки, эти накладки могут выгибаться в направлении наружу во время операции нагрева. Таким образом, может быть увеличена поверхность контакта между нагревательным элементом и субстратом, генерирующим аэрозоль. Также после завершения операции нагрева накладки могут выгибаться назад к нагревательному элементу, что способствует получению плавного нагревательного элемента. На внешней поверхности нагревательного элемента могут быть предусмотрены другие элементы, такие как клинья, пластины или подобные элементы, для достижения подобного эффекта.
Устройство может содержать механизм возврата, соединенный с нагревательным элементом, при этом механизм возврата может быть выполнен с возможностью изменения своей формы для возврата нагревательного элемента из нагревательной камеры и проталкивания нагревательного элемента в нагревательную камеру.
Механизм возврата может быть расположен снаружи нагревательной камеры. Механизм возврата может быть предусмотрен для способствования возврату нагревательного элемента из нагревательной камеры. Таким образом, можно упростить установку и удаление изделия, генерирующего аэрозоль. Механизм возврата предпочтительно содержит материал, изменяющий форму, как описано выше со ссылкой на нагревательный элемент, и часть, изменяющую форму. Контроллер может управлять изменением формы механизма возврата подобным образом. В связи с этим контроллер предпочтительно содержит контроллер возврата для отдельного управления возвратом нагревательного элемента из нагревательной камеры с помощью механизма возврата.
Механизм возврата также может быть выполнен с возможностью проталкивания нагревательного элемента обратно в нагревательную камеру после возврата нагревательного элемента из нагревательной камеры. Механизм возврата может применяться для возврата нагревательного элемента из нагревательной камеры, когда в нагревательную камеру не вставлено изделие, генерирующее аэрозоль, и для облегчения вставки изделия. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставляется в нагревательную камеру, механизм возврата предпочтительно выполнен с возможностью проталкивания нагревательного элемента обратно в нагревательную камеру так, чтобы нагревательный элемент проникал в изделие, генерирующее аэрозоль. После израсходования изделия нагревательный элемент может быть снова возвращен из нагревательной камеры для облегчения удаления изделия.
Между механизмом возврата и нагревательным элементом может быть расположен опорный элемент. Опорный элемент может быть предусмотрен для надежного удерживания нагревательного элемента. Опорный элемент может быть выполнен с электрической изоляцией, так что нагревательным элементом и механизмом возврата можно управлять по отдельности. Предпочтительно, чтобы между контроллером и нагревательным элементом, а также между механизмом возврата и контроллером была предусмотрена отдельная схема подачи питания.
Нагревательная камера может содержать отверстие в основании нагревательной камеры для способствования возврату и проталкиванию нагревательного элемента. Рядом с отверстием может быть расположен чистящий элемент для соскабливания нежелательных остатков с нагревательного элемента во время возврата нагревательного элемента из нагревательной камеры. Чистящий элемент может быть выполнен в виде шарика, или кольца, или подобного элемента, контактирующего с нагревательным элементом. Чистящий элемент может быть расположен внутри нагревательной камеры так, чтобы изменение формы нагревательного элемента автоматически удаляло нежелательные загрязнения с поверхности нагревательного элемента.
Может быть предусмотрено несколько нагревательных элементов. Каждый из нескольких нагревательных элементов может быть предусмотрен с возможностью изменения формы во время операции нагрева. Кроме того, только один или несколько нагревательных элементов могут быть предусмотрены с возможностью изменения формы во время операции нагрева, в то время как другие нагревательные элементы или единственный другой нагревательный элемент могут быть предусмотрены без возможности изменения формы во время операции нагрева.
Настоящее изобретение также относится к способу генерирования вдыхаемого аэрозоля посредством устройства, генерирующего аэрозоль. Способ включает следующие этапы:
предоставление устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего нагревательную камеру, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, и нагревательный элемент, расположенный в нагревательной камере, при этом нагревательный элемент содержит одно или более из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики и биметалла с памятью формы;
вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру;
обеспечение проникновения нагревательного элемента в изделие, генерирующее аэрозоль; и
нагрев нагревательного элемента, при этом нагревательный элемент изменяет свою форму во время операции нагрева.
Настоящее изобретение далее будет описано более подробно со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показано устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению, с нагревательным элементом, выполненным с возможностью изменения своей формы во время операции нагрева;
на фиг. 2 показаны варианты осуществления нагревательного элемента;
на фиг. 3 показаны дополнительные варианты осуществления нагревательного элемента;
на фиг. 4 показаны дополнительные варианты осуществления нагревательного элемента; и
на фиг. 5 показан вариант осуществления устройства, генерирующего аэрозоль, с элементом возврата, выполненным с возможностью изменения своей формы.
На фиг. 1 показано устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство содержит нагревательную камеру 10, в которую может быть вставлено изделие 12, генерирующее аэрозоль. Изделие 12, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, генерирующий аэрозоль, содержащий табак. В нагревательной камере 10 расположен нагревательный элемент 14. Нагревательный элемент 14 обеспечен в виде нагревательной пластины, выровненной по центру вдоль продольной оси нагревательной камеры 10.
Устройство дополнительно содержит корпус 16. Внутри корпуса 16 расположены блок 18 питания в виде батареи и контроллер 20.
В левой части фиг. 1 на фиг. 1А показан нагревательный элемент 14 перед операцией нагрева. Нагревательный элемент 14 выполнен в виде прямой нагревательной пластины, а изделие 12, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру 10. Таким образом, нагревательный элемент 14 легко проникает в изделие 12, генерирующее аэрозоль, благодаря прямой форме нагревательного элемента 14. В правой части фиг. 1 на фиг. 1B нагревательный элемент 14 показан в конфигурации, которая достигается во время операции нагрева. В связи с этим контроллер 20 управляет подачей энергии от блока 18 питания к нагревательному элементу 14. Нагревательный элемент 14 таким образом нагревается. Нагрев нагревательного элемента 14 вызывает изменение формы нагревательного элемента 14. Во время операции нагрева форма нагревательного элемента 14 изменяется, чтобы оптимизировать поверхность контакта между нагревательным элементом 14 и субстратом, генерирующим аэрозоль, а также удерживать изделие 12, генерирующее аэрозоль, внутри нагревательной камеры 10.
На фиг. 2 показаны различные варианты осуществления нагревательного элемента 14. На фиг. 2A нагревательный элемент 14 содержит нагревательную часть 22 и часть 24, изменяющую форму. Нагревательная часть 22 и часть 24, изменяющая форму, выровнены вместе по центру вдоль продольной длины нагревательного элемента 14. Во время работы нагревательного элемента 14 часть 24, изменяющая форму, изменяет форму, тем самым вызывая изменение формы нагревательной части 22. На фиг. 2B нагревательный элемент 14 также содержит часть 24, изменяющую форму, а также нагревательную часть 22. Однако нагревательная часть 22 расположена вокруг части 24, изменяющей форму, так что теплопередача от нагревательной части 22 к субстрату, генерирующему аэрозоль, увеличивается. В других вариантах осуществления расположение части 24, изменяющей форму, и нагревательной части 22 может быть обратным. На фиг. 2С часть 24, изменяющая форму, расположена с охватом нагревательной части 22, так что усилие, передаваемое от части 24, изменяющей форму, к нагревательной части 22 во время изменения формы, оптимизируется. Нагревательная часть 22 предпочтительно выполнена эластичной, так что нагревательная часть 22, а также часть 24, изменяющая форму, возвращаются в первоначальное положение после завершения операции нагрева.
На фиг. 3 показаны два дополнительных варианта осуществления нагревательного элемента 14. На фиг. 3A нагревательный элемент 14 состоит из нескольких сегментов, которые проходят в направлении наружу во время операции нагрева. На фиг. 3В показан вариант осуществления, в котором нагревательный элемент 14 или по меньшей мере часть 24, изменяющая форму, нагревательного элемента 14 состоит из сложенной полоски, которая также распространяется в направлении наружу во время операции нагрева.
На фиг. 4 показаны два дополнительных варианта осуществления нагревательного элемента 14. На фиг. 4A показан вариант осуществления, в котором на внешней поверхности нагревательного элемента 14 предусмотрено несколько накладок 26. Эти накладки 26 выгибаются один раз во время операции нагрева. На фиг. 4B показан вариант осуществления, в котором вокруг внешней поверхности нагревательного элемента 14 намотаны несколько небольших катушек 28. Во время работы нагревательного элемента 14 эти катушки 28 распространяются в направлении наружу так, что нагревательный элемент 14 выглядит как колючая проволока. Для всех вариантов осуществления нагревательный элемент 14 предпочтительно возвращается в первоначальное положение после завершения операции нагрева, так что изделие 12, генерирующее аэрозоль, можно легко удалить из нагревательной камеры 10.
На фиг. 5 показан вариант осуществления, в котором предусмотрен механизм 30 возврата. Механизм 30 возврата предусмотрен для возврата нагревательного элемента 14 из нагревательной камеры 10 и последующего толкания нагревательного элемента 14 обратно в нагревательную камеру 10. Механизм 30 возврата также предусмотрен как элемент, который может изменять свою форму. Механизм 30 возврата предпочтительно предусмотрен в виде материала с памятью формы, такого как сплав с памятью формы. На фиг. 5 изображен только один контроллер 20, который управляет механизмом 30 возврата вместе с нагревательным элементом 14. Однако контроллер 20 может содержать несколько контроллеров, таких как контроллер нагревательной части для управления нагревательной частью нагревательного элемента 14, контроллер части, изменяющей форму, для управления изменением формы нагревательного элемента 14 и контроллер возврата для управления возвратом и толканием нагревательного элемента 14. Контроллерами можно управлять отдельно. Также не показано на фиг. 5, что между механизмом 30 возврата и нагревательным элементом 14 может быть расположен опорный элемент для электрической изоляции механизма 30 возврата от нагревательного элемента 14. Предпочтительно во время работы изделие 12, генерирующее аэрозоль, вставляют в нагревательную камеру 10, в то время как нагревательный элемент 14 возвращается из нагревательной камеры 10. Затем механизм 30 возврата активируется, чтобы протолкнуть нагревательный элемент 14 в нагревательную камеру 10 с проникновением таким образом в изделие 12, генерирующее аэрозоль. Затем нагревательный элемент 14 активируется, чтобы деформироваться, так что поверхность контакта между нагревательным элементом 14 и субстратом, генерирующим аэрозоль, в изделии 12, генерирующем аэрозоль, увеличивается. После завершения операции нагрева нагревательный элемент 14 предпочтительно переходит обратно в свое первоначальное состояние и возвращается из нагревательной камеры 10 с помощью механизма 30 возврата, так что изделие 12, генерирующее аэрозоль, можно легко удалить из нагревательной камеры 10, и новое изделие 12, генерирующее аэрозоль, может быть помещено в нагревательную камеру 10.
1. Устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля, при этом устройство содержит:
нагревательную камеру, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль; и
нагревательный элемент, расположенный в нагревательной камере,
при этом материал нагревательного элемента выполнен с возможностью проникновения в изделие, генерирующее аэрозоль, и при этом материал нагревательного элемента содержит одно или более из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики с памятью формы.
2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью изменения своей формы во время операции нагрева.
3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 1 или 2, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью изменения своей формы на время операции нагрева.
4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью непрерывного изменения своей формы на время операции нагрева.
5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент состоит из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики или биметалла с памятью формы.
6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент содержит часть, изменяющую форму, и нагревательную часть, и при этом нагревательная часть является предпочтительно эластичной.
7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 6, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блок питания и контроллер, при этом контроллер содержит контроллер изменения формы, выполненный с возможностью управления подачей питания на часть, изменяющую форму, при этом контроллер содержит контроллер нагрева, выполненный с возможностью управления подачей питания на нагревательную часть, и при этом схемы питания части, изменяющей форму, и нагревательной части выполнены как отдельные схемы подачи питания.
8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 6 или 7, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного штыря или пластины, и при этом часть, изменяющая форму, и нагревательная часть расположены вдоль продольной длины нагревательного элемента.
9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п. 8, отличающееся тем, что часть, изменяющая форму, выровнена по центру в нагревательном элементе, и нагревательная часть расположена вокруг части, изменяющей форму, или при этом нагревательная часть выровнена по центру в нагревательном элементе, и часть, изменяющая форму, расположена вокруг нагревательной части.
10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью изменения своей формы во время операции нагрева, и при этом изменение формы нагревательного элемента вызывается конкретными диапазонами температур, светом с конкретными длинами волн, воздействием электричества, воздействием магнитного поля, другими физическими пусковыми механизмами или химическими пусковыми механизмами.
11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного штыря или пластины, и при этом нагревательный элемент выполнен с возможностью распространения в направлении наружу, предпочтительно с образованием нескольких сегментов, во время операции нагрева.
12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен из сложенной полоски материала с памятью формы, выполненной с возможностью распространения в направлении наружу во время операции нагрева.
13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент содержит катушки вокруг своей поверхности или накладки, расположенные на поверхности, при этом катушки или накладки предусмотрены с возможностью распространения в направлении наружу во время операции нагрева.
14. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что устройство содержит механизм возврата, соединенный с нагревательным элементом, и при этом механизм возврата выполнен с возможностью изменения своей формы для возврата нагревательного элемента из нагревательной камеры и проталкивания нагревательного элемента в нагревательную камеру.
15. Способ генерирования вдыхаемого аэрозоля посредством устройства, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает следующие этапы:
предоставление устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего нагревательную камеру, выполненную с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, генерирующий аэрозоль, и нагревательный элемент, расположенный в нагревательной камере, при этом нагревательный элемент содержит одно или более из сплава с памятью формы, полимера с памятью формы, керамики и биметалла с памятью формы;
вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру;
обеспечение проникновения нагревательного элемента в изделие, генерирующее аэрозоль; и
нагрев нагревательного элемента, при этом нагревательный элемент изменяет свою форму во время операции нагрева.
