Корпус нагревателя, принадлежащий нагревателю в сборе для устройства, генерирующего аэрозоль
Настоящее изобретение относится к нагревателю в сборе для устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство содержит корпус нагревателя, опорный элемент и по меньшей мере один нагревательный элемент. Корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента. Корпус нагревателя содержит внутреннюю стенку. Внутренняя стенка содержит множество теплоизоляционных полостей. Нагревательный элемент расположен с возможностью покрытия внутренней стенки корпуса нагревателя. Корпус нагревателя расположен внутри опорного элемента. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к нагревателю в сборе устройства, генерирующего аэрозоль, и к способу изготовления нагревателя в сборе для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в устройстве, генерирующем аэрозоль. Нагреватель в сборе содержит корпус нагревателя, опорный элемент и по меньшей мере один нагревательный элемент.
Известны устройства, генерирующие аэрозоль, которые нагревают, но не сжигают субстраты, образующие аэрозоль, такие как табак. Такие устройства нагревают субстраты, образующие аэрозоль, до достаточно высокой температуры для генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем.
Такие устройства, генерирующие аэрозоль, обычно содержат нагревательную камеру, при этом нагревательный элемент расположен внутри нагревательной камеры. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть вставлено в нагревательную камеру и нагрето нагревательным элементом. Такие устройства, генерирующие аэрозоль, обычно представляют собой портативные устройства. Такие устройства обычно получают питание от источника с ограниченной энергоемкостью, такого как батарея. Чтобы свести к минимуму потребление энергии и, следовательно, увеличить время работы устройства, генерирующего аэрозоль, потери тепла из нагревательной камеры, вызванные, например, излучением, проводимостью или конвекцией, должны быть минимизированы, а передача тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, должна быть максимальной.
Для уменьшения, по меньшей мере, некоторых из этих и, возможно, других проблем, настоящее изобретение относится к нагревателю в сборе для устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство содержит корпус нагревателя, опорный элемент и по меньшей мере один нагревательный элемент. Корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента. Таким образом корпус нагревателя может функционировать в качестве кожуха для нагревательного элемента. Корпус нагревателя содержит внутреннюю стенку. Внутренняя стенка содержит множество теплоизоляционных полостей. Нагревательный элемент расположен с возможностью покрытия внутренней стенки корпуса нагревателя. Корпус нагревателя расположен внутри опорного элемента. Множество полостей являются теплоизоляционными или способствуют теплоизоляционному эффекту.
Корпус нагревателя может представлять собой кожух для вмещения нагревательного элемента. Внутренняя стенка корпуса нагревателя предпочтительно представляет собой стенку, которая полностью или частично охватывает пространство внутри корпуса нагревателя. Пространство внутри корпуса нагревателя может представлять собой полость. Корпус нагревателя может содержать основание. Основание может быть частью внутренней стенки корпуса нагревателя. Корпус нагревателя предпочтительно содержит отверстие, в которое может быть вставлен нагревательный элемент. Корпус нагревателя может содержать отверстие, в которое может быть вставлено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль. Корпус нагревателя может не содержать отверстия, и вместо этого корпус нагревателя может содержать сквозное отверстие, в которое может быть вставлен нагревательный элемент.
Множество теплоизоляционных полостей могут быть расположены на внутренней стенке нагревателя. Каждая из теплоизоляционных полостей может быть образована по меньшей мере одной стенкой. Стенка или стенки, образующие полости, могут быть взаимно соединены. Таким образом, полости могут быть взаимно соединены. Каждая полость может быть полностью или частично окружена по меньшей мере одной стенкой. Полости могут быть по существу заполнены воздухом.
Полости могут образовывать множество отверстий на внутренней стенке корпуса нагревателя. Каждая из полостей может содержать основание. Каждая из полостей может содержать отверстие. Отверстия полостей могут быть обращены внутрь корпуса нагревателя. Отверстия полостей могут быть обращены наружу корпуса нагревателя. Полости также могут быть обозначены как углубления, пустоты, впадины, кратеры, углы, трещины или выемки. Полости могут быть полностью окружены стенками. То есть каждая полость может содержать полностью окруженные боковые стенки по отношению к смежным полостям для образования отдельной ячейки полости. Корпус нагревателя может быть изготовлен из материала с относительно высоким тепловым сопротивлением. Например, корпус нагревателя может быть изготовлен из материала, который не подвергается термическому разложению при температуре ниже по меньшей мере 200°C, предпочтительно ниже 300°C, предпочтительно ниже 400°C. Корпус нагревателя может быть изготовлен из материала, который является по существу инертным. Корпус нагревателя может быть изготовлен из материала, который устойчив к разложению парами, образующимися при нагреве изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, до температуры испарения внутри корпуса нагревателя. Корпус нагревателя может быть изготовлен из полимерного материала.
Как правило, передача тепла в основном происходит посредством конвективной, кондуктивной передачи тепла или передачи тепла за счет излучения. Проводимость тепла может происходить самопроизвольно между двумя твердыми объектами, находящимися в непосредственном контакте друг с другом, от объекта с более высокой температурой (источник тепла) к объекту с более низкой температурой (теплоприемник). Эффективность кондуктивной передачи тепла может зависеть от свойств материала объектов, контактирующих друг с другом, таких как теплопроводность. Проводимость может представлять собой передачу тепла через текучие среды, такие как газы или жидкости. Таким образом, частицы, составляющие текучую среду, могут нести с собой энергию, когда они перемещаются через текучую среду. Конвективная передача тепла может быть принудительной, когда поток частиц индуцируется внешним средством, или может быть спонтанной по температурным градиентам внутри текучей среды от области более высокой температуры к области более низкой температуры. Передача тепла за счет излучения может происходить посредством распространения электромагнитных волн, которые могут излучаться, например, твердыми веществами или жидкостями. Тепловое излучение может по существу представлять собой инфракрасное излучение.
Корпус нагревателя может быть теплоотражательным. Корпус нагревателя может иметь покрытие теплоотражательного материала. Корпус нагревателя может иметь покрытие теплоотражательного материала на внутренней стенке корпуса нагревателя. Теплоотражательное покрытие может быть выполнено с возможностью по меньшей мере частичного отражения инфракрасного излучения. Такое покрытие может быть изготовлено из тонкой пленки металла. Металлом может быть серебро, золото или любой другой металл, обладающий высокой отражательной способностью по отношению к тепловому излучению. Корпус нагревателя и, следовательно, внутренняя стенка корпуса нагревателя могут быть изготовлены из теплоотражательного материала. Теплоотражательный материал корпуса нагревателя может быть выполнен с возможностью по меньшей мере частичного отражения инфракрасного излучения. Предоставление теплоотражательного корпуса нагревателя может уменьшить потери тепла от корпуса нагревателя до его внешней среды. Предоставление теплоотражательного корпуса нагревателя может увеличить эффективность устройства, генерирующего аэрозоль, посредством отражения инфракрасного излучения обратно в сторону нагревательной камеры или области, в которой размещено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.
Корпус нагревателя может быть теплоизоляционным. Применение теплоизоляционного корпуса нагревателя в устройстве, генерирующем аэрозоль, может свести к минимуму потери тепла от устройства, генерирующего аэрозоль. Полости могут теплоизолировать корпус нагревателя. Теплоизоляция может быть достигнута посредством уменьшения конвективных потерь тепла из корпуса нагревателя. Конвективные потери тепла могут быть уменьшены благодаря присутствию полостей на внутренней поверхности корпуса нагревателя. Поток воздуха между нагревательным элементом, вставленным в корпус нагревателя и внутреннюю стенку корпуса нагревателя, уменьшают или предотвращают. Таким образом, конвекционные токи могут быть предотвращены или уменьшены благодаря наличию полостей. Теплоизоляция также может быть результатом пониженной проводимости. Это может быть результатом того, что площадь контакта между нагревательным элементом, который может быть вставлен в корпус нагревателя, и корпусом нагревателя уменьшена из-за наличия полостей. Наличие полостей может уменьшить кондуктивные потери тепла, поскольку их присутствие уменьшает общую теплопроводность корпуса нагревателя. Потери тепла за счет излучения могут быть сведены к минимуму полостями, поскольку в полостях могут возникать диффузные отражения теплового излучения, так что часть теплового излучения отражается обратно к нагревательному элементу и изделию, генерирующему аэрозоль, вставленному в корпус нагревателя. Потери тепла за счет излучения также могут быть сведены к минимуму благодаря предоставлению корпуса нагревателя с теплоотражательной внутренней стенкой корпуса нагревателя. Таким образом тепловое излучение может отражаться от теплоотражательной внутренней стенки корпуса нагревателя обратно к нагревательному элементу и изделию, генерирующему аэрозоль, которое может быть вмещено в корпусе нагревателя.
Тепло, генерируемое нагревательным элементом, может быть передано на периферию устройств, генерирующих аэрозоль, посредством конвективной, кондуктивной передачи тепла и передачи тепла за счет излучения. Конвективная передача тепла может проходить через точки физического контакта между нагревательным элементом и другими компонентами устройства, генерирующего аэрозоль. Наличие теплоизоляционных полостей может уменьшить площадь контакта между нагревательным элементом и устройством, генерирующим аэрозоль, и, следовательно, может уменьшить конвективную передачу тепловой энергии на периферию устройства, генерирующего аэрозоль. Кроме того, тепло может передаваться конвективно посредством (воздушных) токов, образуемых по температурному градиенту, сгенерированному нагревательным элементом, или посредством втягивания от потребителя изделия, генерирующего аэрозоль. Полости захватывают карманы (нагретого) воздуха, так что такой ток по меньшей мере частично перекрывается и, следовательно, передача тепловой энергии посредством конвекции уменьшается.
Корпус нагревателя может быть выполнен таким образом, чтобы его можно было легко включать в устройство, генерирующее аэрозоль, и удалять из него. Соответственно, можно легко заменить корпус нагревателя в устройстве, генерирующем аэрозоль, за небольшую часть стоимости, которая потребовалась бы для замены устройства, генерирующего аэрозоль, в целом. Следовательно, использование корпуса нагревателя может быть экологически благоприятным. Кроме того, из-за низкой стоимости замены корпуса нагревателя, в отличие от замены устройства, генерирующего аэрозоль, в целом, потребитель может получить финансовую выгоду от использования устройства, генерирующего аэрозоль, использующего корпус нагревателя. Кроме того, сеанс потребления может быть улучшен для пользователя. Например, нежелательная конденсация аэрозоля и образование отложений внутри устройства, генерирующего аэрозоль, могут повлиять на аромат аэрозоля, выпускаемого из субстрата, образующего аэрозоль. Такая конденсация может происходить внутри заменяемого корпуса нагревателя, а не внутри незаменяемой части устройства, генерирующего аэрозоль, в которую был включен корпус нагревателя. Соответственно, заменяя корпус нагревателя с регулярными промежутками времени и, следовательно, удаляя нежелательные отложения, образованные во время работы, можно улучшить сеанс потребления для пользователя. Кроме того, внутри полостей корпуса нагревателя может скапливаться конденсированный аэрозоль. Конденсированный аэрозоль может быть заключен внутри полостей корпуса нагревателя. Таким образом, может быть предотвращена утечка конденсированного аэрозоля.
Полости корпуса нагревателя могут быть образованы по меньшей мере одним выступом на внутренней стенке корпуса нагревателя.
Выступ может представлять собой множество взаимно соединенных стенок, образующих полости на поверхности внутренней стенки корпуса нагревателя. Таким образом полости могут быть полностью или частично окружены взаимно соединенными стенками. Полости могут образовывать множество отверстий на внутренней стенке корпуса нагревателя. Полости могут содержать поверхность основания. Поверхность основания может быть плоской или изогнутой. Форма полостей, образуемых выступом, может быть регулярной или нерегулярной. Выступ может быть изготовлен из полимерного материала. Выступ может быть изготовлен из материала, имеющего низкую теплопроводность. Таким образом, сводятся к минимуму кондуктивные потери тепла через выступы.
Полости могут образовывать повторяющийся рисунок на внутренней стенке корпуса нагревателя. Полости могут быть расположены в виде регулярных или нерегулярных рисунков. Пространственные размеры полостей, образующих рисунок, могут быть одинаковыми или могут варьироваться от полости к полости. Предпочтительно рисунок, образованный полостями, покрывает всю внутреннюю стенку корпуса нагревателя. Таким образом количество полостей может быть увеличено до максимума. Соответственно, площадь контакта между корпусом нагревателя и нагревательным элементом, который может быть вставлен в корпус нагревателя, может быть сведена к минимуму. Следовательно, кондуктивные потери тепла от корпуса нагревателя к окружающей среде могут быть сведены к минимуму. Наличие большого количества полостей может свести к минимуму поток воздуха на внутренней стенке корпуса нагревателя. Таким образом, уменьшаются конвективные потери тепла.
Каждая полость может иметь шестиугольную форму, предпочтительно такую, чтобы множество полостей образовывало рисунок в виде сот. Каждая полость может иметь прямоугольную форму, предпочтительно такую, чтобы множество полостей образовывало решетчатый рисунок. Рисунок в виде сот предпочтительно относится к регулярному расположению полостей шестиугольной формы. Конструкции с рисунком в виде сот обеспечивают высокую устойчивость при минимальном весе. Соответственно, они хорошо подходят для использования в корпусе нагревателя согласно настоящему изобретению, поскольку вес устройства, генерирующего аэрозоль, в которое может быть включен корпус нагревателя, может быть сведен к минимуму без существенной потери устойчивости корпуса нагревателя. Термин «решетчатый рисунок» предпочтительно описывает рисунок, содержащий полости прямоугольной формы. Предпочтительно, полости прямоугольной формы, когда они расположены в решетчатом рисунке, имеют одинаковые пространственные размеры. Более предпочтительно, чтобы полости прямоугольной формы имели квадратную форму. Вершины прямоугольников, образующих решетчатый рисунок, могут быть скругленными.
Предпочтительно полости расположены в виде регулярного рисунка, например, мозаичного рисунка. Регулярные рисунки из полостей, такие как мозаичный рисунок, рисунок в виде сот или решетчатый рисунок являются предпочтительными, поскольку регулярные рисунки могут быть проще в изготовлении. Кроме того, поддержание высоких стандартов качества более достижимо при использовании таких регулярных рисунков. Обеспечение мозаичного рисунка или рисунка в виде сот или решетчатого рисунка полостей позволяет расположить большое количество полостей на внутренней стенке корпуса нагревателя. Таким образом, количество теплоизоляционных полостей может быть увеличено до максимума. Соответственно, циркуляция воздуха может быть сведена к минимуму и конвективные потери тепла могут быть сведены к минимуму посредством предоставления мозаичного рисунка, рисунка в виде сот или решетчатого рисунка полостей на внутренней стенке корпуса нагревателя.
Корпус нагревателя может иметь трубчатую, цилиндрическую, коническую форму или форму усеченного конуса. Термин «трубчатый» может включать любую форму полой трубки. Термин «трубчатый» может включать призму с отверстием, например, полую призму. Форма поперечного сечения полой призмы может быть любой из множества геометрических форм, таких как круг, эллипс, овал, квадроовал, квадрокруг, форма стадиона, треугольник, квадрат, пятиугольник, шестиугольник и т.д. Призма может иметь варьирующийся размер поперечного сечения. Например, в некоторых вариантах осуществления призма может иметь сужающийся размер поперечного сечения. Например, если поперечное сечение представляет собой круг, в некоторых вариантах осуществления радиус круга может постепенно уменьшаться от одного конца к другому концу длины призмы. Таким образом, корпус нагревателя может иметь коническую или усеченно-коническую форму. Наиболее предпочтительными являются корпуса нагревателя цилиндрической, конической или усеченно-конической формы. Форма, размер и, в частности, предпочтительные трубчатые, цилиндрические, конические или усеченно-конические формы корпуса нагревателя могут отражать формы и размер обычно используемых изделий, генерирующих аэрозоль. Посредством согласования форм корпуса нагревателя и изделия, генерирующего аэрозоль, может быть достигнут более эффективный поверхностный контакт между изделием, генерирующим аэрозоль, и нагревательным элементом, расположенным внутри корпуса нагревателя. Таким образом может быть достигнута эффективная передача тепла от нагревательного элемента к изделию, генерирующему аэрозоль, и субстрату, образующему аэрозоль. В частности, корпуса нагревателя конической или усеченно-конической формы могут направлять вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в корпус нагревателя. Это также означает, что устройство, генерирующее аэрозоль, в которое может быть включен корпус нагревателя, может допускать небольшие отклонения в пространственных размерах конкретного типа изделия, генерирующего аэрозоль, которые могут быть присущи изготовлению изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательная камера, в которую может быть вставлен корпус нагревателя, может дополнять форму и размер корпуса нагревателя. Корпус нагревателя может по меньшей мере частично определять форму и размер нагревательной камеры, в которую может быть включен корпус нагревателя.
Корпус нагревателя может содержать по меньшей мере одну выступающую часть на наружной стенке корпуса нагревателя. По меньшей мере одна выступающая часть предпочтительно имеет кольцеобразную форму. Несколько выступающих частей могут быть предусмотрены на наружной стенке корпуса нагревателя.
Наружная стенка корпуса нагревателя может предпочтительно представлять собой стенку корпуса нагревателя, образующую наружный контур корпуса нагревателя. Наружная стенка корпуса нагревателя может находиться в контакте с другими элементами, такими как, например, опорный элемент или внутренней стенкой нагревательной камеры, в которую она может быть вставлена. Опорный элемент будет описан более подробно ниже. Выступающая часть на наружной стенке корпуса нагревателя может усилить конструкцию корпуса нагревателя и, следовательно, может увеличить стабильность корпуса нагревателя. Выступающая часть на наружной стенке корпуса нагревателя может быть выполнена с возможностью сведения к минимуму площади контакта между корпусом нагревателя и его внешней средой, такой как внутренняя стенка нагревательной камеры или внутренняя стенка опорного элемента. Таким образом, сводятся к минимуму кондуктивные потери тепловой энергии от корпуса нагревателя до ее внешней среды.
Корпус нагревателя может содержать по меньшей мере один крепежный зубец.
Предпочтительно по меньшей мере один крепежный зубец предусмотрен на наружной поверхности корпуса нагревателя. Крепежный зубец может представлять собой выпуклость. Такая выпуклость может проходить от наружной стенки корпуса нагревателя. Крепежный зубец может быть предусмотрен для иммобилизации корпуса нагревателя относительно другого объекта посредством взаимодействия крепежного зубца с другим объектом. Предпочтительно крепежный зубец имеет прямоугольную форму. В одном варианте осуществления по меньшей мере один крепежный зубец предусмотрен на ободе корпуса нагревателя трубчатой, цилиндрической, конической или усеченно-конической формы. Предпочтительно по меньшей мере один крепежный зубец является легко сгибаемым. В частности, крепежный зубец может быть выполнен таким образом, чтобы изгибаться к наружной стенке корпуса нагревателя, когда он вставлен в нагревательную камеру или в опорный элемент, посредством сил трения между поверхностью крепежного зубца и поверхностью внутренней стенки нагревательной камеры или внутренней стенки опорного элемента. Положение корпуса нагревателя относительно нагревательной камеры или опорного элемента может быть зафиксировано и закреплено крепежным зубцом. Предпочтительно крепежный зубец может быть изготовлен из полимерного материала. Предпочтительно корпус нагревателя может содержать более двух крепежных зубцов. Наиболее предпочтительно корпус нагревателя может содержать три крепежных зубца. Если предусмотрен более чем один крепежный зубец, крепежные зубцы могут предпочтительно быть выполнены в симметричном расположении. Предпочтительно расположение таково, что для n крепежных зубцов крепежные зубцы расположены на каждой вершине воображаемого n-многоугольника. Например, если на корпусе нагревателя присутствуют три крепежных зубца, то крепежные зубцы могут быть расположены на каждой вершине воображаемого треугольника.
Настоящее изобретение также относится к опорному элементу для нагревателя в сборе устройства, генерирующего аэрозоль. Опорный элемент может быть выполнен с возможностью вмещения корпуса нагревателя. Опорный элемент может содержать внутреннюю стенку. Опорный элемент может содержать наружную стенку. Внутренняя стенка опорного элемента предпочтительно представляет собой стенку, которая полностью или частично охватывает пространство внутри опорного элемента. Пространство внутри опорного элемента может представлять собой полость. Опорный элемент может содержать основание. Основание может быть частью внутренней стенки опорного элемента. Опорный элемент предпочтительно содержит отверстие, в которое может быть вставлен корпус нагревателя. Опорный элемент может не содержать отверстия, и вместо этого опорный элемент может содержать сквозное отверстие, в которое может быть вставлен корпус нагревателя. Опорный элемент может быть изготовлен из материала с относительно высоким тепловым сопротивлением. Например, опорный элемент может быть изготовлен из материала, который не подвергается термическому разложению при температуре ниже по меньшей мере 200°C, предпочтительно ниже 300°C, предпочтительно ниже 400°C. Опорный элемент может быть изготовлен из материала, который является по существу инертным. Опорный элемент может быть изготовлен из материала, который устойчив к разложению парами, образующимися при нагреве изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, до температуры испарения внутри корпуса нагревателя, и корпус нагревателя вставлен в опорный элемент. Опорный элемент может быть изготовлен из полимерного материала.
Теплоотражательное покрытие может быть предусмотрено на внутренней стенке опорного элемента. Опорный элемент может иметь покрытие теплоотражательного материала на внутренней стенке опорного элемента. Теплоотражательное покрытие может быть выполнено с возможностью по меньшей мере частичного отражения инфракрасного излучения. Такое покрытие может быть изготовлено из тонкой пленки металла. Металлом может быть серебро, золото или любой другой металл, обладающий высокой отражательной способностью по отношению к тепловому излучению. Нанесение теплоотражательного покрытия на внутренней стенке опорного элемента может уменьшить потери тепла за счет излучения от опорного элемента до ее внешних сред по мере того, как тепловое излучение, падающее на теплоотраженное покрытие, отражается обратно в опорный элемент. Опорный элемент может быть изготовлен из теплоотражательного материала. Такой теплоотражательный материал корпуса нагревателя может быть выполнен с возможностью по меньшей мере частичного отражения инфракрасного излучения. Предоставление теплоотражательного корпуса нагревателя может уменьшить потери тепла от корпуса нагревателя до его внешней среды. Предоставление теплоотражательного опорного элемента может увеличить эффективность устройства, генерирующего аэрозоль, посредством отражения инфракрасного излучения обратно в сторону нагревательной камеры или области, в которой размещено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.
Опорный элемент может содержать по меньшей мере одну выступающую часть на внутренней стенке опорного элемента так, что по меньшей мере одна теплоизоляционная ячейка образуется между опорным элементом и корпусом нагревателя, когда корпус нагревателя вставлен в опорный элемент. Несколько выступающих частей могут быть предусмотрены на внутренней стенке опорного элемента. По меньшей мере одна выступающая часть на внутренней стенке опорного элемента предпочтительно имеет линейную форму. Предпочтительно по меньшей мере одна выступающая часть на внутренней стенке опорного элемента может быть дополнением для по меньшей мере одной выступающей части на наружной стенке корпуса нагревателя. Таким образом может быть образована по меньшей мере одна теплоизоляционная ячейка между опорным элементом и корпусом нагревателя. Ячейка может быть заполнена воздухом. Выступающая часть на внутренней стенке опорного элемента может быть выполнена с возможностью сведения к минимуму площади контакта между опорным элементом и корпусом нагревателя, который может быть вставлен в опорный элемент. Следовательно, площадь контакта и, соответственно, кондуктивная передача тепла между опорным элементом и корпусом нагревателя могут быть уменьшены. Кроме того, конвективные потери тепла от корпуса нагревателя могут быть уменьшены, поскольку поток воздуха между корпусом нагревателя, вставленным в опорный элемент, и опорным элементом может быть сведен к минимуму. Ячейка может быть образована выступающими частями на наружной стенке корпуса нагревателя и выступающими частями на внутренней стенке опорного элемента. В предпочтительном варианте осуществления выступающие части на наружной стенке трубчатого корпуса нагревателя могут иметь кольцеобразную форму, при этом воображаемая плоскость, проходящая через любой из выступов кольцеобразной формы, может быть перпендикулярна продольной оси трубчатого корпуса нагревателя. В то же время, выступающие части на внутренней стенке трубчатого опорного элемента могут представлять собой линейные сегменты, при этом продольные оси каждого линейного сегмента могут быть параллельны внутренней стенке трубчатого опорного элемента. Обеспечение выступающих частей на внутренней стенке опорного элемента и внутренней стенке корпуса нагревателя позволяет получить самоцентрирующуюся сборку, когда корпус нагревателя может быть вставлен в опорный элемент.
Опорный элемент может содержать по меньшей мере одну выступающую часть на наружной стенке опорного элемента. Несколько выступающих частей могут быть предусмотрены на наружной стенке опорного элемента. По меньшей мере одна выступающая часть предпочтительно имеет линейную форму. Наружная стенка опорного элемента может предпочтительно представлять собой стенку опорного элемента, образующую наружный контур опорного элемента. Наружная стенка опорного элемента может находиться в контакте с другими элементами, такими как, например, внутренняя стенка нагревательной камеры, в которую может быть вставлен опорный элемент. Опорный элемент может определять форму и размер нагревательной камеры. Нагревательная камера может определять форму и размер опорного элемента. Выступающая часть на наружной стенке опорного элемента может усиливать конструкцию опорного элемента и, следовательно, увеличивать стабильность опорного элемента. Благодаря наличию выступающей части на наружной стенке опорного элемента, может быть образован зазор между опорным элементом и его внешним окружением. Зазор может быть по существу заполнен воздухом. Слой воздуха в зазоре может действовать в качестве изолирующего слоя, уменьшая конвективные потери тепла от опорного элемента до его внешней среды. Кроме того, выступающая часть на наружной стенке опорного элемента может быть выполнена с возможностью сведения к минимуму площади контакта между опорным элементом и его внешними средами, такими как внутренняя стенка нагревательной камеры. Таким образом сводятся к минимуму кондуктивные потери тепловой энергии от опорного элемента до его внешней среды посредством теплопроводности через контактные точки.
Опорный элемент может иметь трубчатую, цилиндрическую, коническую или усеченно-коническую форму. Термин «трубчатый» может включать любую форму полой трубки. Термин «трубчатый» может включать призму с отверстием, например, полую призму. Форма поперечного сечения полой призмы может быть любой из множества геометрических форм, таких как круг, эллипс, овал, квадроовал, квадрокруг, форма стадиона, треугольник, квадрат, пятиугольник, шестиугольник и т.д. Призма может иметь варьирующийся размер поперечного сечения. Например, в некоторых вариантах осуществления призма может иметь сужающийся размер поперечного сечения. Например, если поперечное сечение представляет собой круг, в некоторых вариантах осуществления радиус круга может постепенно уменьшаться от одного конца к другому концу длины призмы. Таким образом, опорный элемент может иметь коническую или усеченно-коническую форму. Наиболее предпочтительными являются опорные элементы цилиндрической, конической или усеченно-конической формы. Форма и размер опорного элемента могут по меньшей мере частично определять, отражать или дополнять форму и размер его внешних сред. Форма и размер опорного элемента могут дополнять форму и размер корпуса нагревателя. Форма и размер корпуса нагревателя, вставленного в опорный элемент, могут дополнять форму и размер опорного элемента. Форма и размер нагревательного элемента, вставленного в корпус нагревателя, могут по меньшей мере частично определять форму и размер корпуса нагревателя. Форма и размер изделия, генерирующего аэрозоль, вставленного в нагревательный элемент, могут отражать форму и размер нагревательного элемента.
Опорный элемент может содержать по меньшей мере один крепежный зубец. Крепежный зубец может представлять собой выпуклость. Такая выпуклость может проходить от наружной стенки опорного элемента. Крепежный зубец может быть предусмотрен для иммобилизации опорного элемента относительно другого объекта посредством взаимодействия крепежного зубца с другим объектом. Такой другой объект может представлять собой корпус нагревателя или нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно крепежный зубец имеет прямоугольную форму. Крепежный зубец может быть выполнен с возможностью прикрепления корпуса нагревателя внутри опорного элемента, когда корпус нагревателя вставлен в опорный элемент. Предпочтительно по меньшей мере один крепежный зубец предусмотрен на наружной поверхности опорного элемента. В одном варианте осуществления по меньшей мере один крепежный зубец предусмотрен на ободе опорного элемента, трубчатой, цилиндрической, конической или усеченно-конической формы. Предпочтительно по меньшей мере один крепежный зубец является легко сгибаемым. В частности, крепежный зубец может быть выполнен таким образом, чтобы изгибаться к наружной стенке опорного элемента, когда он вставлен в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль, посредством сил трения между поверхностью крепежного зубца и поверхностью внутренней стенки нагревательной камеры. Положение опорного элемента относительно нагревательной камеры может быть зафиксировано и закреплено крепежным зубцом. Предпочтительно крепежный зубец изготовлен из полимерного материала. Предпочтительно опорный элемент может содержать более двух крепежных зубцов. Наиболее предпочтительно опорный элемент может содержать три крепежных зубца. Если предусмотрен более чем один крепежный зубец, крепежные зубцы могут предпочтительно быть выполнены в симметричном расположении. Предпочтительно расположение таково, что для n крепежных зубцов крепежные зубцы расположены на каждой вершине воображаемого n-многоугольника на опорном элементе. Например, если присутствуют три крепежных зубца, то крепежные зубцы могут быть расположены на каждой вершине воображаемого треугольника. Предоставление крепежных зубцов на корпусе нагревателя и на опорном элементе обеспечивает возможность быстрой и надежной вставки корпуса нагревателя в опорный элемент. Предоставление крепежных зубцов на корпусе нагревателя и на опорном элементе обеспечивает возможность быстрой и надежной вставки опорного элемента в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Кроме того, крепежные зубцы улучшают централизацию и иммобилизацию корпуса нагревателя внутри опорного элемента и опорного элемента внутри нагревательной камеры. Крепежные зубцы опорного элемента могут быть выровнены с выступающими частями опорного элемента, предусмотренного на внутренней стенке опорного элемента. Другими словами, крепежные зубцы опорного элемента могут быть расположены в наружных положениях на наружной стенке опорного элемента, а выступающие части внутренней стенки могут быть расположены в соответствующих противоположных положениях на внутренней стенке. Такое расположение может облегчить изготовление. Дополнительно это расположение может помочь в направлении сборки корпуса нагревателя с опорным элементом, поскольку зубцы снаружи опорного элемента можно увидеть во время сборки. Кроме того, может быть обеспечена стабильность, когда нагреватель в сборе собран, поскольку зубцы опорного элемента могут быть выровнены с выступающей частью на внутренней стенке опорного элемента, и эти выступающие части могут вступать в контакт с выступающими частями, предусмотренными на наружной стенке корпуса нагревателя. Таким образом можно оптимально передавать силы.
Нагреватель в сборе содержит корпус нагревателя, описанный выше, опорный элемент, описанный выше, и по меньшей мере один нагревательный элемент. Нагревательный элемент расположен с возможностью покрытия внутренней стенки корпуса нагревателя. Корпус нагревателя расположен внутри опорного элемента. Таким образом, нагревательный элемент может быть расположен так, чтобы изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, могло бы быть вмещено в нагревательный элемент. В таком расположении нагревательный элемент может быть использован в качестве внешнего нагревателя. Нагревательный элемент может окружать или по меньшей мере частично окружать изделие, генерирующее аэрозоль, вмещенное в нагревателе в сборе. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью подачи тепловой энергии к изделию, генерирующему аэрозоль. Нагревательный элемент может предпочтительно представлять собой гибкий нагреватель. Такой гибкий нагреватель может быть свернут, чтобы выровнять внутреннюю стенку корпуса нагревателя, когда он вставлен в корпус нагревателя. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательный элемент с электрическим питанием. Нагревательный элемент может представлять собой материал токоприемника. Индукционная катушка может быть расположена вокруг нагревательного элемента. Нагревательный элемент может представлять собой одну или более единиц гибкой нагревательной фольги на диэлектрическом субстрате, таком как полиимид. Единицы гибкой нагревательной фольги могут иметь форму, соответствующую периметру полости. Альтернативно нагревательный элемент может принимать форму гибкой металлической решетки или решеток, гибкой печатной платы или гибкого нагревателя из углеродного волокна. Нагреватель может представлять собой, например, нагретую катушку, нагретый капилляр, нагретую сетку или нагретую металлическую пластину. Нагреватель может представлять собой, например, резистивный нагреватель, который принимает электропитание и преобразует по меньшей мере часть принятого электропитания в тепловую энергию. Нагреватель может содержать только одиночный нагревательный элемент или множество нагревательных элементов. Нагревательный элемент также может быть образован с использованием металла, имеющего определенное соотношение между температурой и удельным сопротивлением. В таком примерном устройстве металл может быть образован в виде дорожки между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Нагревательный элемент, образованный таким образом, может быть использован как для нагрева, так и для отслеживания температуры нагревательного элемента во время работы. Могут быть использованы стандартные имеющиеся в продаже гибкие нагреватели, такие как каптоновые нагреватели или полиимидные нагреватели. Эти каптоновые нагреватели могут быть доступны в различных формах, размерах и с различными номинальными мощностями. Альтернативно могут быть использованы гибкие нагреватели, выполненные на заказ. Такие нагреватели, выполненные на заказ, могут представлять собой, например, нагреватели на полиимидной опоре. Такие гибкие нагреватели могут быть очень тонкими и легкими, что сводит к минимуму вес и громоздкость устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может быть по существу плоским.
Часть нагревательного элемента, которая может находиться в контакте с изделием, генерирующим аэрозоль, может нагреваться в результате прохождения электрического тока через нагревательный элемент. Ток может подаваться от батареи. В одном варианте осуществления эта часть нагревательного элемента выполнена с возможностью достижения температуры от приблизительно 150°C до приблизительно 350°C, предпочтительно от приблизительно 170°C до приблизительно 350°C, более предпочтительно от приблизительно 200°C до приблизительно 300°C при использовании. Предпочтительно нагревательный элемент выполнен с возможностью достижения температуры от приблизительно 220°C до приблизительно 280°C. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью достижения температуры приблизительно 250°C. Альтернативно нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью достижения более низкой температуры приблизительно 170°C. Нагревательный элемент, будучи вставленным в корпус нагревателя, выполнен с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль.
Теплоотражательный элемент может быть предусмотрен между нагревательным элементом и корпусом нагревателя, принадлежащим нагревателю в сборе. Отражательный элемент предпочтительно представляет собой металлическую фольгу. Отражательный элемент уменьшает потери тепла от нагревательного элемента и корпуса нагревателя до внешней среды. Уменьшение потерь тепла в окружающую среду также может уменьшить нежелательную передачу тепловой энергии пользователю, использующему электрически нагреваемую курительную систему. Отражательный элемент может быть изготовлен из материала, который уменьшает разложение при высоких температурах, достигаемых в корпусе нагревателя, или посредством нагревательного элемента, вставленного в корпус нагревателя, когда устройство, генерирующее аэрозоль, в которое могут быть интегрированы корпус нагревателя и нагревательный элемент, находится в эксплуатации. Предпочтительно, теплоизоляционный материал содержит металл или другой негорючий материал. В одном примере металл является золотом. В другом примере металл является серебром. Металл может быть преимущественным, поскольку он может отражать тепловое излучение назад в электрически нагреваемую курительную систему. Предпочтительно отражательный элемент окружает весь нагревательный элемент. Предпочтительно отражательный элемент является тонким для того, чтобы он был достаточно гибким для обертывания вокруг нагревательного элемента и для сведения к минимуму веса нагревателя в сборе и устройства, генерирующего аэрозоль, в котором он может быть реализован. Форма отражательного элемента может также определять форму корпуса нагревателя. Отражательный элемент может быть трубчатым, цилиндрическим, коническим или усеченно-коническим.
Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему нагреватель в сборе. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательную камеру. Нагревательная камера может быть выполнена с возможностью вмещения нагревателя в сборе. Нагреватель в сборе может содержать корпус нагревателя, опорный элемент и нагревательный элемент. Корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента. Опорный элемент может быть выполнен с возможностью вмещения корпуса нагревателя. Нагреватель в сборе может содержать теплоотражательный элемент.
В контексте данного документа «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, например, часть курительного изделия. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное изделие, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой держатель. Устройство предпочтительно представляет собой портативное или удерживаемое рукой устройство, которое удобно держать между пальцами одной руки. В других вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой кальянное устройство.
Кальянное устройство может содержать сосуд, образующий внутренний объем, выполненный с возможностью содержания жидкости, и образующий выпускное отверстие свободного пространства над уровнем заполнения для жидкости. Жидкость предпочтительно содержит воду. Кальянное устройство может содержать нагреватель в сборе, описанный выше. Нагреватель в сборе может содержать корпус нагревателя, вставленный нагревательный элемент и опорный элемент. Нагреватель в сборе может содержать резервуар, выполненный с возможностью вмещения изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Нагревательный элемент нагревателя в сборе может быть расположен вокруг резервуара. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может быть предусмотрено в форме капсулы или картриджа. Нагреватель в сборе может содержать нагревательный элемент, который может образовывать по меньшей мере одну поверхность резервуара. Нагреватель в сборе может содержать впускной канал для свежего воздуха, который втягивает свежий воздух в устройство. Воздух может поступать в картридж, который может нагреваться нагревательным элементом, чтобы переносить аэрозоль, генерируемый субстратом, образующим аэрозоль. Воздух выходит из выпускного отверстия нагревателя в сборе и поступает в трубку. Трубка может переносить воздух и аэрозоль в сосуд ниже уровня жидкости. Воздух и аэрозоль могут подниматься пузырями через жидкость и выходить из выпускного отверстия свободного пространства сосуда. Шланг может быть прикреплен к выпускному отверстию свободного пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук может быть прикреплен к шлангу или образовывать его часть. Мундштук может содержать элемент активации. Элемент активации может представлять собой переключатель, кнопку или т.п. или может представлять собой датчик затяжки или т.п. Элемент активации может быть размещен в любом другом подходящем месте кальянного устройства. Элемент активации может быть связан беспроводной связью с управляющей электроникой для приведения кальянного устройства в состояние использования или для обеспечения активации нагревательного элемента управляющей электроникой.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательную камеру, в которой может быть расположен нагреватель в сборе, содержащий корпус нагревателя, опорный элемент и нагревательный элемент. Нагревательный элемент может нагревать субстрат, образующий аэрозоль.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как элемент управления и батарея. Батарея может быть выполнена с возможностью подачи электропитания на нагревательный элемент для работы нагревательного элемента. Элемент управления может быть выполнен с возможностью управления потоком электроэнергии от батареи на нагревательный элемент.
Блок питания может представлять собой любой подходящий блок питания, например, источник напряжения постоянного тока, такой как батарея. В одном варианте осуществления блок питания представляет собой литий-ионную батарею. Альтернативно блок питания может представлять собой никель-металл-гидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.
Элемент управления может представлять собой обычный переключатель. Альтернативно элемент управления может представлять собой электрическую схему и может содержать один или более микропроцессоров или микроконтроллеров.
В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное изделие, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый в легкие пользователя через рот пользователя. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, может называться табачной палочкой. В некоторых вариантах осуществления примером изделия, генерирующего аэрозоль, подлежащего использованию с корпусом нагревателя согласно настоящему изобретению, могут быть расходуемые вещества, имеющие усеченно-коническую форму, имеющие большой диаметр приблизительно 28 мм, малый диаметр приблизительно 22 мм и высоту приблизительно 41,5 мм. Такие расходуемые вещества могут быть предусмотрены в форме капсулы. Такие расходуемые вещества могут содержать обертку. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть твердым и иметь форму заглушки. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мелассу. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстрат для кальяна. Другой пример изделия, генерирующего аэрозоль, подлежащего использованию с нагревателем в сборе согласно настоящему изобретению, может представлять собой табачные палочки. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать табачную заглушку, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой резаный наполнитель. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть пропитан веществом для образования аэрозоля. Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать фильтр, предпочтительно полую ацетатную трубку, дальше по ходу потока относительно части субстрата. Предпочтительно длина изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего полую ацетатную трубку составляет от 30 мм до 60 мм, предпочтительно от 40 мм до 50 мм, более предпочтительно 45 мм. Изделие может иметь диаметр от 5 мм до 6 мм, предпочтительно приблизительно 5,3 или 5,4 мм. Альтернативно могут быть использованы тонкие или сверхтонкие изделия диаметром от 2 мм и 4 мм, предпочтительно 3,3 мм. В качестве дополнительной альтернативы изделие может иметь диаметр от 6 мм до 10 мм.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, для удобства может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль, или курительного изделия. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно представляет собой твердый субстрат.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления нагревателя в сборе для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать следующие этапы:
(a) предоставление корпуса нагревателя, при этом корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента и содержит внутреннюю стенку, содержащую множество теплоизоляционных полостей.
(b) вставку в корпус нагревателя по меньшей мере одного нагревательного элемента, покрывающего внутреннюю стенку корпуса нагревателя;
(c) вставку в опорный элемент корпуса нагревателя, содержащего нагревательный элемент, при этом опорный элемент выполнен с возможностью вмещения корпуса нагревателя.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть вставлено в нагревательный элемент. Нагревательный элемент может быть использован для передачи энергии к субстрату, образующему аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. В результате передачи тепловой энергии от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, может быть выпущен аэрозоль. Нагреватель в сборе может быть использован в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
фиг. 1 - корпус нагревателя согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - опорный элемент согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 - примерное устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению; и
фиг. 4 - примерное устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению, предоставленное в виде кальянного устройства.
На фиг. 1 показан вариант осуществления трубчатого корпуса 10 нагревателя. Корпус нагревателя образует полость 11, образованную внутренней стенкой 12 корпуса 10 нагревателя. Внутренняя стенка 12 корпуса 10 нагревателя содержит множество полостей 14 шестиугольной формы. Полости 14 шестиугольной формы расположены в массиве в виде сот. Шестиугольная форма полостей 14 по меньшей мере частично определена формой выступов 16 на внутренней стенке 12 корпуса 10 нагревателя. В показанном варианте осуществления корпус 10 нагревателя содержит несколько выступающих частей 18 кольцеобразной формы на наружной стенке корпуса 10 нагревателя. В дополнение к верхнему ободу 22 показаны 4 выступающие части 18 кольцеобразной формы. Следует понимать, что может быть предусмотрено большее или меньшее количество выступающих частей 18 кольцеобразной формы. Три крепежных зубца 20 предусмотрены на ободе 22 трубчатого корпуса нагревателя 10. Крепежные зубцы 20 могут закрепить корпус 10 нагревателя внутри опорного элемента, такого как опорный элемент 24, показанный на фиг. 2, или могут закрепить корпус 10 нагревателя внутри нагревательной камеры устройства, генерирующего аэрозоль.
По меньшей мере один нагревательный элемент (не показан) может быть вставлен в полость 11 корпуса 10 нагревателя так, чтобы нагревательный элемент следовал за внутренней стенкой 12. В изображенном варианте осуществления внутренняя стенка 12 проходит по круглому поперечному сечению переменного диаметра. Нагревательный элемент в изображенном варианте осуществления может быть вставлен в полость 11 корпуса 10 нагревателя так, чтобы нагревательный элемент следовал за окружностью полости 11 трубчатого корпуса 10 нагревателя. Нагревательный элемент может находиться в контакте с внутренней стенкой корпуса 10 нагревателя. Нагревательный элемент может быть расположен вровень с внутренней стенкой корпуса 10 нагревателя. Нагревательный элемент может находиться смежно с корпусом 10 нагревателя, но не в контакте с внутренней стенкой корпуса 10 нагревателя. Нагревательный элемент может следовать за поверхностью внутренней стенки корпуса 10 нагревателя. Когда нагревательный элемент вставлен в полость 11 корпуса 10 нагревателя, нагревательный элемент способствует образованию полости. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть вставлено в полость, по меньшей мере частично образованную нагревательным элементом, вмещенным в корпусе 10 нагревателя. Нагревательный элемент может полностью или частично окружать изделие, генерирующее аэрозоль. Нагревательный элемент может быть соединен с блоком питания. Нагревательный элемент может представлять собой материал токоприемника. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательный элемент с электрическим питанием. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью индукционного нагрева. Нагревательный элемент может подавать энергию на изделие, генерирующее аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вмещено в полости, по меньшей мере частично образованной нагревательным элементом. Предпочтительно форма корпуса 10 нагревателя отражает или дополняет форму изделия, генерирующего аэрозоль, чтобы обеспечить тесный контакт между изделием, генерирующим аэрозоль, и нагревательным элементом внутри корпуса 10 нагревателя. Таким образом эффективность передачи энергии от нагревательного элемента к изделию, генерирующему аэрозоль, и субстрату, образующему аэрозоль, может быть увеличена до максимума.
На фиг. 2 показан вариант осуществления трубчатого опорного элемента 24, содержащего внутреннюю стенку 26. Внутренняя стенка 26 опорного элемента 24 содержит несколько линейных выступающих частей 28. Продольные оси линейных выступающих частей 28 выровнены параллельно с внутренней стенкой 26 трубчатого опорного элемента 24. Опорный элемент 24 дополнительно содержит линейные выступающие части 30 на наружной стенке 32 опорного элемента 24. Выступающие части 30 на наружной стенке 32 расположены таким образом, чтобы продольные оси линейных выступающих частей 30 были параллельны наружной стенке 32 трубчатого опорного элемента 24. Опорный элемент также содержит нижний обод 36.
Корпус нагревателя, например, корпус, показанный на фиг. 1, который может содержать нагревательный элемент, может быть вставлен в опорный элемент 24. Корпус 10 нагревателя может быть вставлен в опорный элемент 24 так, чтобы слой воздуха образовывался между внутренней стенкой 26 опорного элемента 24 и наружной стенкой корпуса 10 нагревателя. Выступающие части 18 кольцеобразной формы на наружной стенке корпуса 10 нагревателя и линейные выступающие части 28 на внутренней стенке опорного элемента 24 находятся в непосредственном контакте. Таким образом между опорным элементом 24 и корпусом 10 нагревателя образуются ячейки, которые могут быть заполнены воздухом. Выступающие части 18 на наружной стенке корпуса 10 нагревателя и выступающие части 28 на внутренней стенке опорного элемента 24 выполнены так, чтобы площадь контакта между выступающими частями 18 на наружной стенке корпуса 10 нагревателя и выступающими частями 28 на внутренней стенке опорного элемента 24 была сведена к минимуму, уменьшая потери тепла посредством теплопроводности через площадь контакта. Размеры выступающих частей 28 опорного элемента и выступающих частей 18 на наружной стенке корпуса 10 нагревателя по существу определяют толщину слоя воздуха в ячейках между опорным элементом 24 и корпусом 10 нагревателя. Слой воздуха представляет теплоизоляционный слой между опорным элементом 24 и корпусом 10 нагревателя. Таким образом конвективные потери тепла от корпуса нагревателя до опорного элемента и его внешней среды сведены к минимуму, поскольку понижается циркуляция воздуха внутри ячейки между корпусом 10 нагревателя и опорным элементом 24. Чтобы еще больше уменьшить потери тепла, между корпусом 10 нагревателя и опорным элементом 24 может быть вставлен теплоотражательный элемент (не показан). Такой теплоотражательный элемент может представлять собой тонкий металлический лист. Наличие теплоотражательного элемент направляет тепловое излучение, падающее на теплоотражательный элемент, в сторону центрального пространства в полости 11 корпуса 10 нагревателя.
Опорный элемент 24 содержит ряд крепежных зубцов 34 на ободе 36 трубчатого опорного элемента 24. В некоторых вариантах осуществления крепежные зубцы 34 могут закрепить опорный элемент 24 внутри нагревательной камеры устройства, генерирующего аэрозоль, в которую может быть вставлен опорный элемент. В некоторых вариантах осуществления крепежные зубцы 34 могут закрепить опорный элемент 24 на корпусе нагревателя 10. Например, крепежные зубцы 34 могут быть изогнуты относительно корпуса 10 нагревателя в полости 11 посредством прижатия зубцов 34 к внутренней стенке 12 корпуса 10 нагревателя, когда корпус нагревателя 10 вмещен внутри опорного элемента 24. В некоторых вариантах осуществления один или более из крепежных зубцов 34 могут закреплять опорный элемент 24 внутри нагревательной камеры устройства, генерирующего аэрозоль, в которую может быть вставлен опорный элемент 24, в то время как другие из крепежных зубцов 34 могут закреплять опорный элемент 24 относительно корпуса 10 нагревателя.
Опорный элемент 24 может быть интегрирован в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Опорный элемент может по меньшей мере частично определять форму и размер нагревательной камеры. Выступающие части 30 на наружной стенке опорного элемента 24 могут находиться в тесном контакте с внутренними стенками нагревательной камеры, когда опорный элемент 24 вмещен в нагревательную камеру. Силы трения между поверхностью выступающих частей 30 на наружной стенке опорного элемента 24 и поверхностью внутренней стенки нагревательной камеры могут крепко удерживать и поддерживать опорный элемент 24 внутри нагревательной камеры. Кроме того, ряд ячеек, которые могут содержать воздух, могут образовываться между внутренней стенкой нагревательной камеры и наружной стенкой опорного элемента 24, тем самым образуя теплоизоляционный слой между нагревательной камерой и опорным элементом 24, когда опорный элемент 24 расположен внутри нагревательной камеры. Такой теплоизоляционный слой может свести к минимуму потери тепла от опорного элемента до стенок нагревательной камеры.
На фиг. 3 показан схематический вид в разрезе примера устройства 40, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит кожух 42 устройства. Кожух 42 устройства содержит блок 44 питания и контроллер 46. Блок 44 питания и контроллер 46 присоединены к пользовательскому интерфейсу 48. Пользовательский интерфейс 48 присоединен к нагревательному элементу 50. Нагревательный элемент 50 по меньшей мере частично окружает субстрат 52, образующий аэрозоль, изделия 54, генерирующего аэрозоль. Изделие 54, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат 52, образующий аэрозоль, выполнено с возможностью вставки в нагревательный элемент 50. Нагревательный элемент 50 может быть вставлен в корпус 56 нагревателя. Корпус 56 нагревателя может быть вставлен в опорный элемент 58. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. Мундштук может быть расположен дальше по ходу потока относительно изделия 54, генерирующего аэрозоль. Изделие 54, генерирующее аэрозоль, может быть по меньшей мере частично окружено мундштуком и другими компонентами устройства, генерирующего аэрозоль. Пользователь может осуществлять затяжку на мундштуке.
На фиг. 4 показан схематический вид в разрезе примера устройства 60, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство 60, генерирующее аэрозоль, может представлять собой кальянное устройство. Устройство 60 содержит сосуд 62, образующий внутренний объем, выполненный с возможностью содержания жидкости 64, и образующий выпускное отверстие 66 свободного пространства над уровнем заполнения для жидкости 62. Жидкость 62 предпочтительно содержит воду, к которой необязательно могут быть добавлены один или более красителей, один или более ароматизаторов или один или более красителей и один или более ароматизаторов. Например, в воду можно добавлять одну или обе из растительных добавок или травяных добавок.
Устройство 60 также содержит нагреватель в сборе 68. Нагреватель в сборе 68 содержит резервуар 70, выполненный с возможностью вмещения изделия 72, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления, например, как показано на фиг. 4, изделие 72, генерирующее аэрозоль, может быть предусмотрено в форме капсулы или картриджа.
Нагреватель в сборе 68 также содержит нагревательный элемент 74, который образует по меньшей мере одну поверхность резервуара 70. В изображенном варианте осуществления нагревательный элемент 74 образует боковые поверхности резервуара 70. Нагревательный элемент 74 может быть вставлен в корпус 76 нагревателя. Корпус нагревателя может быть вставлен в опорный элемент 78.
Нагреватель в сборе 68 также содержит впускной канал 80 для свежего воздуха, который втягивает свежий воздух в устройство 60. Воздух затем поступает в изделие 72, генерирующее аэрозоль, которое нагревается нагревательным элементом 74, чтобы переносить аэрозоль, генерируемый субстратом, образующим аэрозоль. Воздух выходит из выпускного отверстия нагревателя в сборе 68 и поступает в трубку 82. Трубка 82 также может быть обозначена как трубка мундштука.
Трубка 82 переносит воздух и аэрозоль в сосуд 62 ниже уровня жидкости 64. Воздух и аэрозоль могут подниматься пузырями через жидкость 64 и выходить из выпускного отверстия 66 верхнего пространства сосуда 64. Шланг 84 может быть прикреплен к выпускному отверстию 66 свободного пространства для переноса аэрозоля в рот пользователя. Мундштук 86 может быть прикреплен к шлангу 84 или образовывать его часть.
Примерный путь потока воздуха устройства при использовании изображен жирными стрелками на фиг. 4.
Мундштук 86 может содержать элемент 88 активации. Элемент 88 активации может представлять собой переключатель, кнопку или т.п. или может представлять собой датчик затяжки или т.п. Элемент 88 активации может быть размещен в любом другом подходящем месте устройства 60. Элемент 88 активации может быть связан беспроводной связью с управляющей электроникой 90 для приведения устройства 60 в состояние использования или для обеспечения активации нагревательного элемента 74 управляющей электроникой, например, путем подачи блоком 92 питания электропитания на нагревательный элемент 74.
Управляющая электроника 90 и блок 92 питания могут быть расположены в любом подходящем месте элемента 68, генерирующего аэрозоль, за исключением нижней части элемента 68, как показано на фиг. 4.
1. Устройство, генерирующее аэрозоль и содержащее нагревательную камеру и нагреватель в сборе, при этом нагревательная камера выполнена с возможностью вмещения нагревателя в сборе, причем нагреватель в сборе содержит корпус нагревателя, опорный элемент и по меньшей мере один нагревательный элемент, при этом корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента, причем корпус нагревателя содержит внутреннюю стенку, содержащую множество теплоизоляционных полостей, при этом нагревательный элемент расположен с возможностью покрытия внутренней стенки корпуса нагревателя, причем корпус нагревателя расположен внутри опорного элемента.
2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.1, в котором полости образуют повторяющийся рисунок на внутренней стенке корпуса нагревателя.
3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.1 или 2, в котором каждая полость имеет шестиугольную форму, предпочтительно такую, чтобы множество полостей образовывало рисунок в виде сот.
4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.1 или 2, в котором каждая полость имеет прямоугольную форму, предпочтительно такую, чтобы множество полостей образовывало решетчатый рисунок.
5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором корпус нагревателя имеет трубчатую форму, цилиндрическую форму, коническую форму или форму усеченного конуса.
6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором корпус нагревателя содержит по меньшей мере одну выступающую часть на наружной стенке корпуса нагревателя, при этом, предпочтительно, по меньшей мере одна выступающая часть имеет кольцеобразную форму.
7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором корпус нагревателя содержит по меньшей мере один крепежный зубец.
8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором опорный элемент выполнен с возможностью вмещения корпуса нагревателя.
9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором опорный элемент содержит внутреннюю стенку и по меньшей мере одну выступающую часть на внутренней стенке опорного элемента так, что по меньшей мере одна теплоизоляционная ячейка образуется между опорным элементом и корпусом нагревателя, когда корпус нагревателя вставлен в опорный элемент, при этом по меньшей мере одна выступающая часть на внутренней стенке опорного элемента предпочтительно имеет линейную форму.
10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором опорный элемент содержит наружную стенку и по меньшей мере одну выступающую часть на наружной стенке опорного элемента, при этом по меньшей мере одна выступающая часть предпочтительно имеет линейную форму.
11. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором опорный элемент имеет трубчатую форму, цилиндрическую форму, коническую форму или форму усеченного конуса.
12. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором опорный элемент содержит по меньшей мере один крепежный зубец.
13. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, в котором между нагревательным элементом и корпусом нагревателя предусмотрен теплоотражательный элемент, при этом теплоотражательный элемент предпочтительно представляет собой металлическую фольгу.
14. Способ изготовления нагревателя в сборе для вставки в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает следующие этапы:
(a) предоставление корпуса нагревателя, при этом корпус нагревателя выполнен с возможностью вмещения нагревательного элемента и содержит внутреннюю стенку, содержащую множество теплоизоляционных полостей;
(b) вставку в корпус нагревателя по меньшей мере одного нагревательного элемента, покрывающего внутреннюю стенку корпуса нагревателя;
(c) вставку в опорный элемент корпуса нагревателя, содержащего нагревательный элемент, причем опорный элемент выполнен с возможностью вмещения корпуса нагревателя.
