Устройство для генерирования аэрозоля с нагревателем - RU2748414C1
Код документа: RU2748414C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования аэрозоля с нагревателем.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] В последнее время возросла потребность в альтернативных способах преодоления недостатков обычных сигарет. Например, растет потребность в способе генерирования аэрозоля посредством нагревания образующего аэрозоль материала в сигарете вместо сжигания сигареты. В связи с этим активно проводились исследования сигарет нагревательного типа или устройств для генерирования аэрозоля нагревательного типа.
РАСКРЫТИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[3] Изобретением предложено устройство для генерирования аэрозоля с нагревателем в соответствии с различными вариантами осуществления. Прочие варианты изложены в последующем раскрытии и, в частности, следуют из описания или практического использования предложенного изобретения.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[4] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения устройство для генерирования аэрозоля содержит: нагреватель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля путем нагрева сигареты, причем нагреватель содержит первый электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль первой дорожки на электроизоляционной подложке, второй электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль второй дорожки на электроизоляционной подложке, и датчик контроля температуры, сформированный вдоль третьей дорожки в области между первой и второй дорожкой; аккумулятор, выполненный с возможностью подачи энергии на нагреватель; и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей энергии от аккумулятора на нагреватель и контроля температуры, регистрируемой датчиком температуры.
[5] Первая дорожка может быть сформирована на внешней стороне третьей дорожки на электроизоляционной подложке, а вторая дорожка – на внутренней стороне третьей дорожки на электроизоляционной подложке.
[6] Кроме того, первый электропроводящий нагревательный элемент и второй электропроводящий нагревательный элемент могут нагреваться при подаче энергии, а датчик контроля температуры может регистрировать температуру нагревателя в зависимости от нагрева первого электропроводящего нагревательного элемента и второго электропроводящего нагревательного элемента.
[7] Кроме того, нагреватель может содержать: область нагрева, в которой сформирован первый электропроводящий нагревательный элемент, второй электропроводящий нагревательный элемент и датчик контроля температуры; и область без нагрева, в которой концы первого электропроводящего нагревательного элемента, второго электропроводящего нагревательного элемента и датчика контроля температуры должны быть электрически соединены с аккумулятором.
[8] Кроме того, первый электропроводящий нагревательный элемент может содержать первый конец и второй конец, расположенные на первой дорожке в зоне нагрева, второй электропроводящий нагревательный элемент – третий конец и четвертый конец, расположенные на второй дорожке в зоне нагрева, а датчик контроля температуры – пятый конец и шестой конец, расположенные на третьей дорожке в зоне нагрева, причем пятый конец может находиться между первым и третьим концом в зоне нагрева, а шестой конец – между вторым и четвертым концом в зоне нагрева.
[9] Кроме того, зона без нагрева может содержать: первую соединительную часть, соединяющую первый и третий конец с аккумулятором; вторую соединительную часть, соединяющую второй и четвертый конец с аккумулятором; и пару сквозных отверстий в пятом и шестом конце, соответственно.
[10] Кроме того, первая соединительная часть и вторая соединительная часть могут быть изготовлены в виде электропроводящего элемента, идентичного первому и второму электропроводящему нагревательному элементу, причем их ширина или толщина может превышать ширину или толщину первого и второго электропроводящего нагревательного элемента.
[11] Кроме того, датчик контроля температуры может содержать электропроводящий элемент, температурный коэффициент сопротивления (TCR) или сопротивление которого отличается от первого и второго электропроводящего нагревательного элемента.
[12] Кроме того, первый и второй электропроводящие нагревательные элементы могут иметь значение TCR от 1200 до 1800 ppm/°C, а датчик контроля температуры – от 3500 до 4100 ppm/°C.
[13] Кроме того, первый и второй электропроводящие нагревательные элементы могут иметь сопротивление от 0,7 до 0,85 Ом при комнатной температуре 25°C, а датчик контроля температуры – от 12 до 14 Ом при комнатной температуре 25°C.
[14] Кроме того, расстояние между датчиком контроля температуры и первым электропроводящим нагревательным элементом, а также между датчиком контроля температуры и вторым электропроводящим нагревательным элементом может составлять не менее 0,5 мм.
[15] Нагреватель может быть выполнен в виде внутреннего нагревателя, вставленного в сигарету для нагрева сигареты, или в виде внешнего нагревателя для нагрева внешней части сигареты.
[16] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения нагреватель устройства для генерирования аэрозоля, предназначенный для генерирования аэрозоля посредством нагрева сигареты, содержит: первый электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль первой дорожки на электроизоляционной подложке; второй электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль второй дорожки на электроизоляционной подложке; и датчик контроля температуры, сформированный вдоль третьей дорожки в области между первой и второй дорожкой.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[17] Согласно вышеприведенному раскрытию, размещение датчика контроля температуры между различными электропроводящими нагревательными элементами на электроизоляционной подложке позволяет единообразно и точно определять температуру в зоне нагрева нагревателя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[18] На ФИГ. 1-3 представлены схемы, иллюстрирующие установку сигареты в устройство для генерирования аэрозоля.
[19] На ФИГ. 4 показан пример сигареты.
[20] На ФИГ. 5 показана плоскостная структура нагревательного листа согласно одному из вариантов осуществления.
[21] На ФИГ. 6 детально изображена плоскостная структура нагревательного листа согласно одному из вариантов осуществления.
[22] На ФИГ. 7 изображено сечение плоскостной структуры нагревательного листа согласно ФИГ. 6, выполненное вдоль линии X-X' и показанное сбоку.
[23] На ФИГ. 8 и 9 изображены схемы, иллюстрирующие нагреватели, изготовленные с использованием нагревательного листа согласно ФИГ. 6.
[24] На ФИГ. 10 изображена схема, описывающая результаты моделирования измерения температуры в соответствии с различными способами реализации датчика контроля температуры.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ
[25] Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения устройство для генерирования аэрозоля содержит: нагреватель для нагрева сигареты, помещенной в устройство для генерирования аэрозоля, с целью генерирования аэрозоля, причем нагреватель содержит первый электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль первой дорожки на электроизоляционной подложке, второй электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль второй дорожки на электроизоляционной подложке, и датчик контроля температуры, сформированный вдоль третьей дорожки в области между первой и второй дорожек; аккумулятор, выполненный с возможностью подачи энергии на нагреватель; и контроллер, выполненный с возможностью управления подачей энергии от аккумулятора на нагреватель и контроля температуры, регистрируемой датчиком температуры.
[26] Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения нагреватель устройства для генерирования аэрозоля, предназначенный для генерирования аэрозоля посредством нагрева сигареты, содержит: первый электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль первой дорожки на электроизоляционной подложке; второй электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль второй дорожки на электроизоляционной подложке; и датчик контроля температуры, сформированный вдоль третьей дорожки в области между первой и второй дорожек.
ОСОБЕННОСТИ РАСКРЫТИЯ
[27] В отношении терминов в различных вариантах осуществления общие термины, широко используемые в настоящее время, выбирают с учетом функций структурных элементов в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия. Однако значения терминов могут быть изменены в соответствии с намерением, судебным прецедентом, появлением новой технологии и тому подобным. Кроме того, в некоторых случаях может быть выбран термин, который обычно не используют. В таком случае значение термина будет подробно раскрыто в соответствующей части настоящего раскрытия. Таким образом, термины, используемые в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия, должны быть определены на основе значений терминов и описаний, представленных в настоящем документе.
[28] Кроме того, если прямо не указано обратное, слово «содержать» и его формы, такие как «содержит» или «содержащий», означают нахождение указанных элементов в составе чего-либо, но не исключение любых других элементов. Кроме того, термины, обозначающие «блок», «часть» и «модуль», раскрытые в раскрытии, означают блоки для обработки по меньшей мере одной функции и операции и могут быть реализованы аппаратными компонентами или программными компонентами, а также их комбинациями.
[29] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно раскрыты ниже со ссылкой на сопутствующие чертежи. Тем не менее, изобретение может быть реализовано в различных формах и не может считаться ограниченным изложенными в настоящей заявке вариантами осуществления.
[30] Ниже по тексту будут подробно раскрыты некоторые варианты осуществления предложенного изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры.
[31] На ФИГ. 1-3 представлены схемы, иллюстрирующие установку сигареты в устройство для генерирования аэрозоля.
[32] Как показано на ФИГ. 1, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может содержать аккумулятор 11000, контроллер 12000 и нагреватель 13000. Как показано на ФИГ. 2 и 3, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может дополнительно содержать испаритель 14000. Кроме того, сигарета 20000 может быть вставлена во внутреннее пространство устройства 10000 для генерирования аэрозоля.
[33] На ФИГ. 1-3 показаны только те компоненты устройства 10000 для генерирования аэрозоля, которые относятся к настоящему варианту осуществления. Таким образом, специалисту в данной области техники понятно, что другие компоненты общего назначения могут быть включены в состав устройства 10000 для генерирования аэрозоля дополнительно к компонентам, показанным на ФИГ. 1-3.
[34] Кроме того, на ФИГ. 2 и 3 показано устройство 10000 для генерирования аэрозоля, содержащее нагреватель 13000. Тем не менее, при необходимости нагреватель 13000 может быть исключен из конструкции.
[35] На ФИГ. 1 показано, что аккумулятор 11000, контроллер 12000 и нагреватель 13000 расположены последовательно. Кроме того, на ФИГ. 2 показано, что аккумулятор 11000, контроллер 12000, испаритель 14000 и нагреватель 13000 расположены последовательно. Кроме того, на ФИГ. 3 показано, что испаритель 14000 и нагреватель 13000 расположены параллельно. Тем не менее, внутренняя структура устройства 10000 для генерирования аэрозоля не ограничена вариантами, показанными на ФИГ. 1-3. Иными словами, в соответствии с конструкцией устройства 10000 для генерирования аэрозоля можно изменять расположение аккумулятора 11000, контроллера 12000, нагревателя 13000 и испарителя 14000.
[36] Когда сигарету 20000 вставляют в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может приводить в действие нагреватель 13000 и/или испаритель 14000 с целью генерирования аэрозоля из сигареты 20000 и/или испарителя 14000. Аэрозоль, сгенерированный в нагревателе 13000 и/или испарителе 14000, поступает к пользователю через сигарету 20000.
[37] При необходимости, даже если сигарета 20000 не вставлена в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может нагревать нагреватель 13000.
[38] Аккумулятор 11000 может подавать энергию для работы устройства 10000 для генерирования аэрозоля. Например, аккумулятор 11000 может подавать энергия для нагрева нагревателя 13000 или испарителя 14000 и работы контроллера 12000. Кроме того, аккумулятор 11000 может подавать энергия, необходимое для работы дисплея, датчика или мотора, установленных в устройстве 10000 для генерирования аэрозоля.
[39] Контроллер 12000, по существу, может управлять работой устройства 10000 для генерирования аэрозоля. В частности, контроллер 12000, помимо аккумулятора 11000, нагревателя 13000 и испарителя 14000, может управлять работой прочих компонентов, входящих в состав устройства 10000 для генерирования аэрозоля. Кроме того, контроллер 12000 может проверять состояние каждого компонента устройства 10000 для генерирования аэрозоля, чтобы определить, находится ли устройство 10000 для генерирования аэрозоля в рабочем состоянии.
[40] Контроллер 12000 может содержать, по меньшей мере, один процессор. Процессор может быть выполнен как массив из множества логических элементов или комбинация микропроцессора общего назначения и памяти, в которой размещена программа, исполняемая в микропроцессоре. Специалисту в данной области техники будет понятно, что процессор может быть выполнен с использованием других видов аппаратных средств.
[41] Нагреватель 13000 может нагреваться энергией, поступающей от аккумулятора 11000. Например, когда сигарета 20000 вставлена в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, нагреватель 13000 может быть расположен снаружи сигареты 20000. Следовательно, нагретый нагреватель 13000 может повышать температуру материала, генерирующего аэрозоль, в сигарете 20000.
[42] Нагреватель 13000 может содержать резистивный нагреватель. Например, нагреватель 13000 может содержать электропроводящую дорожку, и нагреватель 13000 может нагреваться, когда по электропроводящей дорожке протекает электрический ток. При этом нагреватель 13000 не ограничивается раскрытым выше примером и может представлять собой любой нагреватель, способный нагреваться до требуемой температуры. В данном случае требуемая температура может быть задана в устройстве 10000 для генерирования аэрозоля или установлена пользователем.
[43] В другом примере нагреватель 13000 может представлять собой индукционный нагреватель. В частности, нагреватель 13000 может содержать электропроводящую катушку для нагрева сигареты индукционным способом, причем сигарета может содержать токоприемник, который может нагреваться индукционным нагревателем.
[44] Например, нагреватель 13000 может содержать цилиндрический нагревательный элемент, пластинчатый нагревательный элемент, игольчатый или стержневой нагревательный элемент и может нагревать внутреннюю или внешнюю часть сигареты 20000 в соответствии с формой нагревательного элемента.
[45] Кроме того, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может содержать несколько нагревателей 13000. В этом случае несколько нагревателей 13000 могут быть введены внутрь сигареты или размещаться снаружи сигареты 20000. Кроме того, некоторые из нагревателей 13000 могут быть введены внутрь сигареты 20000, а другие размещаться снаружи сигареты 20000. Кроме того, форма нагревателя 13000 не ограничена формой, изображенной на ФИГ. 1-3, и может иметь разные варианты.
[46] Испаритель 14000 может генерировать аэрозоль путем нагревания жидкой смеси, после чего сгенерированный аэрозоль может поступать к пользователю через сигарету 20000. Иными словами, аэрозоль, генерируемый испарителем 14000, может проходить вдоль воздушного канала устройства 10000 для генерирования аэрозоля, который может быть выполнен с возможностью подачи аэрозоля, генерируемого испарителем 14000, пользователю через сигарету 20000.
[47] Например, испаритель 14000 может содержать, помимо прочего, накопитель жидкости, элемент подачи жидкости и нагревательный элемент. Например, накопитель жидкости, элемент подачи жидкости и нагревательный элемент могут входить в состав устройства 10000 для генерирования аэрозоля в качестве независимых модулей.
[48] Накопитель жидкости может хранить жидкую смесь. Например, жидкая смесь может представлять собой жидкость с содержанием табачного материала, в который входит летучий компонент табачного ароматизатора, или жидкость с содержанием другого компонента (без табака). Накопитель жидкости может быть выполнен с возможностью отсоединения от испарителя 14000 или как единое целое с испарителем 14000.
[49] Например, жидкий состав может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты, пряности, ароматические вещества или витаминные смеси. Пряности могут содержать, помимо прочего, ментол, перечную мяту, масло мяты кудрявой и различные ингредиенты с фруктовыми ароматами. Ароматизаторы могут включать в себя ингредиенты, позволяющие пользователю ощущать различные ароматы или вкусы. Витаминные смеси могут представлять собой, помимо прочего, смесь, по меньшей мере, витамина A, витамина B, витамина С или витамина E. Кроме того, жидкий состав может также содержать вещество для генерирования аэрозоля, например, глицерин и пропиленгликоль.
[50] Элемент подачи жидкости способен перемещать жидкую смесь из накопителя жидкости к нагревательному элементу. Например, элемент подачи жидкости может представлять собой фитиль например из хлопкового волокна, керамоволокна, стекловолокна или пористой керамики, но не ограничиваясь этим.
[51] Нагревательный элемент представляет собой элемент для нагрева жидкой смеси, подаваемой элементом подачи жидкости. Например, нагревательный элемент может представлять собой металлический нагревательный провод, металлическую нагревательную пластину, керамический нагреватель или иное подобное устройство, но не ограничиваясь этим. Кроме того, нагревательный элемент может включать в себя токопроводящую нить, в частности, нихромовую проволоку, и может быть намотан вокруг элемента подачи жидкости. Нагревательный элемент может нагреваться за счет подвода тока и может передавать тепло жидкой смеси, контактирующей с нагревательным элементом для нагрева жидкой смеси. В результате может образовываться аэрозоль.
[52] Например, испаритель 14000 может представлять собой, помимо прочего, картомайзер или распылитель.
[53] Устройство 10000 для генерирования аэрозоля может также содержать компоненты общего назначения в дополнение к аккумулятору 11000, контроллеру 12000, нагревателю 13000 и испарителю 14000. Например, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может содержать дисплей, способный выводить визуальную информацию, и / или мотор для вывода тактильной информации. Кроме того, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может содержать, по меньшей мере, один датчик (датчик распознавания затяжки, датчик температуры, датчик введения сигареты и т. п.). Кроме того, устройство 10000 для генерирования аэрозоля может быть выполнено таким образом, чтобы даже при установленной сигарете 20000 в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, внешний воздух может поступать или внутренний воздух может выводиться.
[54] Хотя это и не показано на ФИГ. 1-3, устройство 10000 для генерирования аэрозоля и дополнительный держатель могут образовывать единую систему. Например, держатель можно использовать для зарядки аккумулятора 11000 устройства 10000 для генерирования аэрозоля. В альтернативном варианте нагреватель 13000 может нагреваться при соединении держателя и устройства 10000 для генерирования аэрозоля друг с другом.
[55] Сигарета 20000 может быть подобна обычной сигарете сгорающего типа. Например, сигарета 20000 может содержать первую часть, содержащую материал для генерирования аэрозоля, и вторую часть, содержащую фильтр или иной подобный элемент. В альтернативном варианте вторая часть сигареты 20000 также может содержать материал для генерирования аэрозоля. Например, материал для генерирования аэрозоля в форме гранул или капсул может быть введен во вторую часть.
[56] Первая часть может быть полностью вставлена в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, а вторая часть может быть выведена наружу. В альтернативном варианте один участок первой части может быть вставлен в устройство 10000 для генерирования аэрозоля. В другом варианте вся первая часть и участок второй части могут быть вставлены в устройство 10000 для генерирования аэрозоля. Пользователь может затягиваться аэрозолем, удерживая вторую часть во рту. В этом случае аэрозоль генерируется, когда внешний воздух проходит через первую часть, после чего сгенерированный аэрозоль проходит через вторую часть и поступает в рот пользователя.
[57] Например, внешний воздух может поступать, по меньшей мере, в один воздушный канал, образованный в устройстве 10000 для генерирования аэрозоля. Например, открытие и закрытие воздушного канала и / или размер воздушного канала могут быть отрегулированы пользователем. Соответственно, пользователь может регулировать количество дыма и удовольствие от курения. В другом примере внешний воздух может поступать в сигарету 20000, по меньшей мере, через одно отверстие, выполненное на поверхности сигареты 20000.
[58] Ниже будет раскрыт пример сигареты 20000 со ссылкой на ФИГ. 4.
[59] На ФИГ. 4 показан пример сигареты.
[60] Как показано на ФИГ. 4, сигарета 20000 содержит табачный стержень 21000 и фильтрующий стержень 22000. Первая часть, раскрытая выше со ссылкой на ФИГ. 1-3, может содержать табачный стержень, а вторая часть – фильтрующий стержень 22000.
[61] На ФИГ. 4 показано, что фильтрующий стержень 22000 содержит один сегмент. Тем не менее, исполнение фильтрующего стержня 22000 не ограничивается этим вариантом. Иными словами, фильтрующий стержень 22000 может содержать несколько сегментов. Например, фильтрующий стержень 22000 может содержать первый сегмент, выполненный с возможностью охлаждения аэрозоля, и второй сегмент, выполненный с возможностью фильтрации определенного компонента, содержащегося в аэрозоле. Кроме того, при необходимости фильтрующий стержень 22000 может дополнительно содержать, по меньшей мере, один сегмент, выполненный с возможностью осуществления другой функции.
[62] Сигарета 2000 может быть завернута, по меньшей мере, в одну оболочку 24000. Оболочка 24000 может содержать, по меньшей мере, одно отверстие, через которое может поступать внешний воздух или выводиться внутренний воздух. Например, сигарета 20000 может быть завернута в одну оболочку 24000. В другом примере сигарета 20000 может быть завернута, по меньшей мере, в две оболочки 24000. Например, табачный стержень 21000 может быть завернут в первую оболочку, а фильтрующий стержень 22000 – во вторую оболочку. Кроме того, табачный стержень 21000 и фильтрующий стержень 22000, завернутые в отдельные оболочки, могут быть соединены друг с другом, а сигарета 20000 в целом может быть завернута в третью оболочку. Если табачный стержень 21000 и фильтрующий стержень 22000 содержат несколько сегментов, каждый сегмент может быть завернут в отдельную оболочку. Кроме того, сигарета 20000 в целом, содержащая несколько сегментов, завернутых, соответственно, в отдельные оболочки, может быть объединена и повторно завернута в другую оболочку.
[63] Табачный стержень 21000 может содержать материал, генерирующий аэрозоль. Например, материал, генерирующий аэрозоль, может содержать, по меньшей мере, один из следующих компонентов: глицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль, дипропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль и олеиловый спирт, но не ограничиваясь этим. Кроме того, табачный стержень 21000 может содержать иные добавки, в частности, ароматизаторы, увлажняющее вещество и / или органическую кислоту. Кроме того, табачный стержень 21000 может содержать ароматизированную жидкость, в частности, ментол или увлажнитель, впрыскиваемую в табачный стержень 21000.
[64] Табачный стержень 21000 может быть изготовлен в различных формах. Например, табачный стержень 21000 может быть сформирован в виде листа или пряди. Кроме того, табачный стержень 21000 может быть сформирован в виде трубочного табака, состоящего из крошечных кусочков, вырезанных из табачного листа. Также, табачный стержень 21000 может быть окружен теплопроводящим материалом. Например, теплопроводящим материалом может служить, в частности, металлическая фольга, например, алюминиевая фольга. Например, теплопроводящий материал, окружающий табачный стержень 21000, может равномерно распределять тепло, передаваемое табачному стержню 21000, что позволяет увеличить теплопроводность, приложенную к табачному стержню, и улучшить вкус табака. Кроме того, теплопроводящий материал, окружающий табачный стержень 21000, может служить токоприемником, нагреваемым индукционным нагревателем. В этом случае, хотя это не показано на чертеже, табачный стержень 21000 может содержать дополнительный токоприемник, помимо теплопроводного материала, окружающего его снаружи.
[65] Фильтрующий стержень 22000 может содержать фильтр из ацетата целлюлозы. Фильтрующий стержень 22000 может иметь любую форму. Например, фильтрующий стержень 22000 может иметь форму цилиндра или полой трубки. Кроме того, фильтрующий стержень 22000 может представлять собой стержень с выемкой. Если фильтрующий стержень 22000 содержит несколько сегментов, по меньшей мере, один из сегментов может иметь отличающуюся форму.
[66] Фильтрующий стержень 22000 может быть выполнен с возможностью генерации вкусовых ощущений. В одном из примеров ароматическая жидкость может распыляться в фильтрующий стержень 22000, или же отдельное волокно, покрытое ароматической жидкостью, может быть введено в фильтрующий стержень 22000.
[67] Кроме того, фильтрующий стержень 22000 может содержать, по меньшей мере, одну капсулу 23000. В этом случае капсула 23000 может генерировать аромат или аэрозоль. Например, капсула 23000 может иметь структуру, в которой жидкость, содержащая ароматизирующий материал, помещена в пленку. Например, капсула 23000 может иметь форму сферы или цилиндра, но не ограничиваясь этим.
[68] Если фильтрующий стержень 22000 содержит сегмент, выполненный с возможностью охлаждения аэрозоля, охлаждающий сегмент может содержать полимерный или биоразлагаемый полимерный материал. помимо прочего, сегмент охлаждения может содержать только чистую полилактидную кислоту или иные материалы. В некоторых вариантах осуществления охлаждающий сегмент может содержать фильтр из ацетата целлюлозы с несколькими отверстиями. Тем не менее, охлаждающий сегмент не ограничен раскрытым выше примером и может быть выполнен иным способом при условии сохранения функции охлаждения аэрозоля.
[69] Несмотря на отсутствие на ФИГ. 4, в одном из вариантов осуществления сигарета 20000 может дополнительно содержать передний фильтр. Передний фильтр может быть расположен на стороне табачного стержня 21000, то есть на стороне, не обращенной к фильтрующему стержню 22000. Передний фильтр может препятствовать выбросу табачного стержня 21000 наружу и попаданию сжиженного аэрозоля в устройство 10000 для генерирования аэрозоля (ФИГ. 1-3) из табачного стержня 21000 во время курения.
[70] Ниже будет детально раскрыта структура нагревательного листа, используемого для изготовления нагревателя 13000 устройства 10000 для генерирования аэрозоля согласно ФИГ. 1-3. Таким образом, номера позиций, используемые на ФИГ. 1-3, могут также использоваться в приведенном ниже раскрытии фигур.
[71] На ФИГ. 5 показана плоскостная структура нагревательного листа согласно одному из вариантов осуществления.
[72] Как показано на ФИГ. 1, нагреватель 13000 может представлять собой внутренний нагреватель, выполненный в виде комбинации цилиндра и конуса, вставляемой в сигарету 20000. В альтернативном варианте нагреватель 13000 может представлять собой внешний нагреватель в форме цилиндра (или трубки), как показано на ФИГ. 2 и 3, и служить для нагрева внешней стороны сигареты 20000. На ФИГ. 5 показана плоскостная структура нагревательного листа 500 для изготовления нагревателя 13000 (внутреннего или внешнего нагревателя).
[73] Нагреватель, 13000 может быть выполнен с помощью электрического резистивного элемента. Например, нагреватель 13000 может содержать нагревательный лист 500 с электрическим резистивным нагревательным элементом, в частности, электропроводящей дорожкой. Электрический резистивный нагревательный элемент может нагреваться за счет подачи энергии от аккумулятора 11000, то есть протекания тока через электрический резистивный нагревательный элемент.
[74] Для стабильного использования на нагревательный лист 500 нагревателя 13000 можно подавать энергия, помимо прочего, с характеристиками 3,2 В, 2,4 А и 8 Вт. Например, при подаче энергии на нагревательный лист 500 нагревателя 13000 температура поверхности нагревателя 13000 может достигать 400 °C и более. Температура поверхности нагревателя 13000 может достигать примерно 350 °С через 15 секунд после начала подачи энергии на нагреватель 13000. Тем не менее, диапазон повышения температуры может варьироваться.
[75] Учитывая плоскостную структуру нагревательного листа 500 нагревателя 13000, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52, выполненные в виде электропроводящих дорожек для нагрева сигареты 20000, помещенной в устройство 10000 для генерирования аэрозоля, сформированы на электроизоляционной подложке 50 нагревательного листа 500. Кроме того, на ней сформирован датчик 53 контроля температуры, предназначенный для регистрации температуры нагревателя 13000 во время нагрева электропроводящих нагревательных элементов 51 и 52.
[76] Электроизоляционная подложка 50 может соответствовать сырой пленке из керамического синтетического материала. В альтернативном варианте электроизоляционная подложка 50 может быть изготовлена из бумаги, стекла, керамики, анодированного металла, металла с покрытием или полиимида. То есть, электроизоляционная подложка 50 может быть изготовлена из различных подходящих материалов.
[77] Первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут представлять собой электрические резистивные нагревательные элементы, температура нагрева которых за счет сопротивления может зависеть от потребляемой мощности. Значения сопротивления первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 могут быть выбраны в зависимости от потребляемой мощности.
[78] Например, сопротивление первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 может составлять, , от 0,7 до 0,85 Ом при комнатной температуре 25 градусов Цельсия, но не ограничиваясь этим. Значения сопротивления первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 могут зависеть от используемого материала, длины, ширины, толщины, структуры и прочих характеристик электрического резистивного элемента.
[79] В соответствии с температурным коэффициентом сопротивления внутреннее сопротивление первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 может возрастать с ростом температуры. Например, в определенном температурном диапазоне сопротивление первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 может быть пропорционально температуре.
[80] Первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут быть изготовлены с использованием вольфрама, золота, платины, серебра, меди, никеля, палладия или их сочетаний. Кроме того, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут быть легированы подходящим материалом и содержать сплав.
[81] Как показано на ФИГ. 5, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 может быть сформирован на электроизоляционной подложке 50 вдоль первой дорожки с внешней стороны второго электропроводящего нагревательного элемента 52. Кроме того, второй электропроводящий нагревательный элемент 52 может быть сформирован на электроизоляционной подложке 50 вдоль второй дорожки с внутренней стороны первого электропроводящего нагревательного элемента 51. То есть плоскостная структура нагревательного листа 500 в данном варианте осуществления содержит пару электропроводящих нагревательных элементов 51 и 52, сформированных на электроизоляционной подложке 50.
[82] Первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут быть соответственно сформированы на электроизоляционной подложке 50 на дорожках с углами, имеющих одинаковую структуру, но разные размеры. Тем не менее, структура или форма первой и второй дорожки первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 могут быть различными, например, вместо угловой формы возможна изогнутая или неправильная форма. Кроме того, структура или форма первой и второй дорожки первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52 могут отличаться друг от друга. Тем не менее, несмотря на это, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 на электроизоляционной подложке 50 может иметь структуру или форму, большую чем структуру или форму второго электропроводящего нагревательного элемента 52; предпочтительно, он может быть сформирован с внешней стороны второго электропроводящего нагревательного элемента 52.
[83] На электроизоляционной подложке 50 датчик 53 контроля температуры сформирован на третьей дорожке в области между первой дорожкой первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второй дорожкой второго электропроводящего нагревательного элемента 52.
[84] Датчик 53 контроля температуры регистрирует температуру нагревателя 13000, нагреваемого первым электропроводящим нагревательным элементом 51 и вторым электропроводящим нагревательным элементом 52. Структура керамического нагревателя на уровне техники содержит только нагревательный элемент, и температура керамического нагревателя прогнозируется по изменению сопротивления нагревательного элемента. Тем не менее, раскрытый выше известный способ не позволяет точно предсказать фактическую температуру нагревательного элемента. В отличие от уровня техники, нагревательный лист 500 нагревателя 13000 согласно настоящему варианту осуществления содержит датчик 53 контроля температуры, расположенный между электропроводящими нагревательными элементами 51 и 52 в плоскостной структуре с целью единообразного определения температуры электропроводящих нагревательных элементов 51 и 52, что позволяет точно измерять температуру нагревателя 13000.
[85] Датчик 53 контроля температуры может также быть изготовлен с использованием электрического резистивного элемента или электропроводящего элемента, например, первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52. Например, датчик 53 контроля температуры может быть изготовлен с использованием вольфрама, золота, платины, серебра, меди, никеля, палладия или их сочетаний, а также может быть легирован соответствующим материалом или содержать сплав.
[86] Учитывая плоскостную структуру нагревательного листа 500, первая дорожка первого электропроводящего нагревательного элемента 51 сформирована на внешней стороне третьей дорожки датчика 53 контроля температуры на электроизоляционной подложке 50, а вторая дорожка второго электропроводящего нагревательного элемента 52 сформирована на внутренней стороне третьей дорожки датчика 53 контроля температуры на электроизоляционной подложке 50.
[87] Датчик 53 контроля температуры может представлять собой электропроводящий элемент, температурный коэффициент сопротивления (TCR) или сопротивление которого отличается от первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52.
[88] По существу, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут представлять собой электропроводящие (или электрические резистивные) элементы со значением TCR от 1200 до 1800 ppm/°C, а датчик 53 контроля температуры может представлять собой электропроводящий (или электрический резистивный) элемент со значением TCR от 3500 до 4100 ppm/°C. Кроме того, первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 могут представлять собой электропроводящие (или электрические резистивные) элементы со значением сопротивления от 0,7 до 0,85 Ом при комнатной температуре 25 °C, а датчик 53 контроля температуры может представлять собой электропроводящий (или электрический резистивный) элемент со значением сопротивления от 12 до 14 Ом при комнатной температуре 25 °C.
[89] Расстояние А1 или А2 между первым электропроводящим нагревательным элементом 51 и датчиком 53 контроля температуры, сформированным на электроизоляционной подложке 50, может составлять не менее 0,5 мм. Кроме того, расстояние B1 или B2 между вторым электропроводящим нагревательным элементом 52 и датчиком 53 контроля температуры, сформированным на электроизоляционной подложке 50, может составлять не менее 0,5 мм. Тем не менее, вышеприведенные значения являются ориентировочными, и указанные расстояния могут зависеть от ширины, толщины и иных характеристик электропроводящих нагревательных элементов 51 и 52 и датчика 53 контроля температуры.
[90] При этом, учитывая плоскостную структуру нагревательного листа 500, нагревательный лист 500 можно разделить на область нагрева, в которой сформирован первый электропроводящий нагревательный элемент 51, второй электропроводящий нагревательный элемент 52 и датчик 53 контроля температуры, и область без нагрева, в которой концы первого электропроводящего нагревательного элемента 51, второго электропроводящего нагревательного элемента 52 и датчика 53 контроля температуры должны быть электрически соединены с аккумулятором 11000. Тем не менее, на ФИГ. 5 для упрощения раскрытия показана только область нагрева.
[91] В зоне нагрева первый электропроводящий нагревательный элемент 51 содержит первый конец 511 и второй конец 512 на первой дорожке. В зоне нагрева второй электропроводящий нагревательный элемент 52 содержит третий конец 521 и четвертый конец 522 на второй дорожке. В зоне нагрева датчик 53 контроля температуры содержит пятый конец 531 и шестой конец 532 на третьей дорожке.
[92] В данном случае пятый конец 531 датчика 53 контроля температуры находится между первым концом 511 первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и третьим концом 521 второго электропроводящего нагревательного элемента 52 в зоне нагрева, а шестой конец 532 датчика 53 контроля температуры находится между вторым концом 512 первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и четвертым концом 522 второго электропроводящего нагревательного элемента 52 в зоне нагрева.
[93] Область без нагрева будет детально раскрыта со ссылкой на ФИГ. 6.
[94] На ФИГ. 6 детально изображена плоскостная структура нагревательного листа согласно одному из вариантов осуществления.
[95] На плоскостной структуре нагревательного листа 600 нагревателя 13000, показанного на ФИГ. 6, различают зону нагрева и зону без нагрева. В зоне нагрева нагревательного листа 600, как раскрыто выше со ссылкой на ФИГ. 5, сформирован первый электропроводящий нагревательный элемент 51, датчик 53 контроля температуры с внутренней стороны первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52 с внутренней стороны датчика 53 контроля температуры.
[96] Зона без нагрева нагревательного листа 600 содержит первую соединительную часть 61, соединяющую первый конец 511 и третий конец 521, раскрытые со ссылкой на ФИГ. 5, с аккумулятором 11000, и вторую соединительную часть 62, соединяющую второй конец 512 и четвертый конец 522, раскрытые со ссылкой на ФИГ. 5, с аккумулятором 11000. То есть первая соединительная часть 61 и вторая соединительная часть 62 соответствуют электрическим соединительным клеммам, посредством которых энергия от аккумулятора 11000 подается на первый электропроводящий нагревательный элемент 51 и второй электропроводящий нагревательный элемент 52.
[97] Кроме того, в зоне без нагрева предусмотрена пара сквозных отверстий 63 и 64, образованных, соответственно, в пятом конце 531 и шестом конце 532, раскрытых со ссылкой на ФИГ. 5. Пара сквозных отверстий 63 и 64 электрически соединены с контроллером 12000. То есть, поскольку информация о температуре, регистрируемая датчиком 53 температуры, поступает в контроллер 12000 через сквозные отверстия 63 и 64, контроллер 12000 может контролировать температуру нагревателя 13000.
[98] Первая соединительная часть 61 и вторая соединительная часть 62 могут быть изготовлены с использованием электропроводящего (или электрического резистивного) элемента, идентичного первому электропроводящему нагревательному элементу 51 и второму электропроводящему нагревательному элементу 52. Тем не менее, поскольку первая соединительная часть 61 и вторая соединительная часть 62 расположены в зоне без нагрева, ширина или толщина первой соединительной части 61 и второй соединительной части 62, предпочтительно, превышает ширину или толщину первого электропроводящего нагревательного элемента 51 и второго электропроводящего нагревательного элемента 52, благодаря чему температура в этой зоне ниже, чем в зоне нагрева.
[99] На ФИГ. 7 изображено сечение плоскостной структуры нагревательного листа согласно ФИГ. 6, выполненное вдоль линии X-X'.
[100] Как показано на ФИГ. 7, первый электропроводящий нагревательный элемент 51, второй электропроводящий нагревательный элемент 52 и датчик 53 контроля температуры сформированы на верхней поверхности электроизоляционной подложки 50. Тем не менее, сквозные отверстия 63 и 64, электрически соединяющие датчик 53 контроля температуры и контроллер 12000, могут проникать в электроизоляционную подложку 50.
[101] На ФИГ. 8 и 9 изображены схемы, иллюстрирующие нагреватели, изготовленные с использованием нагревательного листа согласно ФИГ. 6.
[102] На ФИГ. 8 изображен нагреватель 13000, выполненный в виде внутреннего нагревателя 800, вставляемого в сигарету 20000, изготовленный в виде сочетания цилиндра и конуса, как раскрыто со ссылкой на ФИГ. 1. В частности, нагреватель 13000 согласно ФИГ. 1, соответствующий внутреннему нагревателю 800, может быть изготовлен из нагревательного листа 600 согласно ФИГ. 6, выполненного в виде единого целого и окружающего каркас 80, форма которого соответствует сочетанию цилиндра и конуса. В данном случае верхняя поверхность электроизоляционной подложки 50, раскрытая со ссылкой на ФИГ. 7, то есть слой, на котором сформированы электропроводящие нагревательные элементы 51 и 52 и датчик 53 контроля температуры, может окружать внешнюю часть каркаса 80, обращенную наружу.
[103] На ФИГ. 9 изображен нагреватель 13000, выполненный в виде внешнего нагревателя 900, нагревающего внешнюю часть сигареты 20000, раскрытого со ссылкой на ФИГ. 2 или ФИГ. 3. В частности, нагреватель 13000 согласно ФИГ. 2 или ФИГ. 3, соответствующий внешнему нагревателю 900, может быть изготовлен путем прокатки нагревательного листа 600 согласно ФИГ. 6 в полый цилиндр или трубку таким образом, чтобы сигарета 20000 помещалась в полученное внутреннее пространство и нагревалась. В данном случае верхняя поверхность электроизоляционной подложки 50, раскрытая со ссылкой на ФИГ. 7, то есть слой, на котором сформированы электропроводящие нагревательные элементы 51 и 52 и датчик 53 контроля температуры, может быть обращен вовнутрь.
[104] На ФИГ. 10 изображена схема, описывающая результаты моделирования измерения температуры в соответствии с различными способами реализации датчика контроля температуры.
[105] Как показано на ФИГ. 10, в примере 1001 реализации электропроводящий нагревательный элемент расположен в крайней внешней части, а датчик контроля температуры – на внутренней стороне электропроводящего нагревательного элемента.
[106] С другой стороны, в примере 1002 реализации, как раскрыто выше со ссылкой на ФИГ. 6, первый электропроводящий нагревательный элемент расположен в крайней внешней части, в то время как датчик контроля температуры расположен с внутренней стороны первого электропроводящего нагревательного элемента, а второй электропроводящий нагревательный элемент дополнительно расположен в крайней внутренней части датчика контроля температуры (схема М).
[107] Результат 1000 считывания температуры на расстоянии от 4 до 7 мм в зоне нагрева показывает, что температура, регистрируемая датчиком контроля температуры в примере 1001 реализации, постепенно снижается по мере увеличения расстояния. Иными словами, температура, регистрируемая датчиком контроля температуры в примере 1001 реализации, неравномерна на расстоянии от 4 до 7 мм, вследствие чего трудно точно измерить температуру нагревателя.
[108] При этом датчик контроля температуры в примере 1002 реализации согласно предложенному варианту осуществления практически равномерно измеряет температуру на расстоянии от 4 до 7 мм при различных температурах, в частности, 325 °C, 320 °C и 315 °C. То есть, расположив электропроводящие нагревательные элементы и датчик контроля температуры в примере 1002 реализации в соответствии с предложенным вариантом осуществления, можно равномерно и точно измерять температуру в зоне нагрева нагревателя.
[109] Специалисту в данной области техники будет понятно, что в настоящие варианты осуществления могут быть внесены различные изменения в форме и подробностях, без выхода за пределы сущности и объема настоящего раскрытия. Раскрытие способов носит описательный, а не ограничительный характер. Таким образом, объем настоящего раскрытия определяется не подробным раскрытием, а прилагаемой формулой изобретения, и все отличающиеся варианты в пределах объема будут считаться включенными в настоящее раскрытие.
Реферат
Предложено устройство для генерирования аэрозоля и нагреватель для этого устройства. Устройство для генерирования аэрозоля содержит нагреватель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля путем нагрева сигареты, причем нагреватель содержит первый электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль первой дорожки на электроизоляционной подложке, второй электропроводящий нагревательный элемент, сформированный вдоль второй дорожки на электроизоляционной подложке, и датчик контроля температуры, сформированный вдоль третьей дорожки в области между первой и второй дорожками. Аккумулятор выполнен с возможностью подачи энергии на нагреватель, а контроллер выполнен с возможностью управления подачей энергии от аккумулятора на нагреватель и контроля температуры, регистрируемой датчиком температуры. Нагреватель содержит зону нагрева, в которой сформирован первый электропроводящий нагревательный элемент, второй электропроводящий нагревательный элемент и датчик контроля температуры, и зону без нагрева, в которой концы первого электропроводящего нагревательного элемента, второго электропроводящего нагревательного элемента и датчика контроля температуры должны быть электрически соединены с аккумулятором. Размещение датчика контроля температуры между различными электропроводящими нагревательными элементами на электроизоляционной подложке позволяет единообразно и точно определять температуру в зоне нагрева нагревателя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
