DE202019005781U1

DE202019005781U1 - Aerosolerzeugende Vorrichtung mit verbesserter Induktionsspule

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Publication number: DE202019005781U1
Application number: DE202019005781.1U
Authority: DE
Original assignee: Philip Morris Products SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2029-05-17
Also published as: US20210204603A1; EP3793381B1; JP2023022139A; PL3793381T3; EP4190186A1; HUE060925T2; KR20210010448A; CN112004433A; WO2019219867A1; BR112020021473A2; EP3793381A1; JP2021524234A; ES2939341T3

Abstract

Aerosolerzeugende Vorrichtung (100), umfassend:
ein Gehäuse (120), das eine Kammer (111) zur Aufnahme mindestens eines aerosolbildenden Substrats (22) definiert, wobei die Kammer entlang ihrer Längsachse eine Länge aufweist, die sich von einem ersten Ende der Kammer zu einem zweiten Ende der Kammer erstreckt;
einen Suszeptor (130), der innerhalb der Kammer (111) angeordnet ist; und
eine Induktionsspule (140), die in dem Gehäuse (120) vorgesehen ist, die um die Kammer (111) angeordnet ist und sich entlang mindestens eines Teils der Länge der Kammer erstreckt,
wobei die Induktionsspule (140) einen ersten Teil (141) umfasst, der am nächsten zum ersten Ende der Kammer angeordnet ist, einen zweiten Teil (142), der am nächsten zum zweiten Ende der Kammer angeordnet ist, und einen dritten Teil (143), der zwischen dem ersten und zweiten Teil angeordnet ist; und
wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil der Spule geringer ist, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf aerosolerzeugende Vorrichtungen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf aerosolerzeugende Vorrichtungen, die eine Induktionsheizvorrichtung zum Aufheizen eines aerosolerzeugenden Artikels unter Verwendung eines Suszeptors aufweisen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf aerosolerzeugende Systeme, die solche aerosolerzeugenden Vorrichtungen in Kombination mit einem aerosolerzeugenden Artikel oder einer Kartusche zur Verwendung mit der aerosolerzeugenden Vorrichtung aufweisen.
Im Stand der Technik sind eine Reihe von elektrisch betriebenen Aerosolerzeugungssystemen, bei denen eine aerosolerzeugende Vorrichtung mit einer elektrischen Heizvorrichtung verwendet wird, um ein aerosolbildendes Substrat, wie z.B. einen Tabakeinsatz, zu erhitzen, bekannt. Typischerweise wird das aerosolbildende Substrat als Teil eines aerosolerzeugenden Artikels bereitgestellt, der in eine Kammer oder einen Hohlraum in der aerosolerzeugenden Vorrichtung eingesetzt wird. Bei einigen bekannten Systemen wird, um das aerosolbildende Substrat auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der es volatile Bestandteile, die ein Aerosol bilden können, freisetzen kann, ein Widerstandsheizelement wie ein Heizblatt in oder um das aerosolbildende Substrat herum eingesetzt, wenn der aerosolerzeugende Artikel in der aerosolerzeugenden Vorrichtung aufgenommen wird. Bei anderen aerosolerzeugenden Systemen wird anstatt eines Widerstandsheizelements eine Induktionsheizvorrichtung verwendet. Die Induktionsheizvorrichtung umfasst typischerweise einen Induktor, der Teil der aerosolerzeugenden Vorrichtung ist, und ein konduktives Suszeptorelement, das so angeordnet ist, dass es sich in thermischer Nähe zum aerosolbildenden Substrat befindet. In Gebrauch erzeugt der Induktor ein magnetisches Wechselfeld, um Wirbelströme und Hystereseverluste im Suszeptorelement zu erzeugen, was dazu führt, dass sich das Suszeptorelement erhitzt und dadurch das aerosolbildende Substrat erhitzt.
Bei einigen bekannten Systemen, die einen Induktor und ein leitfähiges Suszeptorelement aufweisen, ist das Suszeptorelement typischerweise innerhalb der Kammer der aerosolerzeugenden Vorrichtung befestigt, und so ausgebildet, dass es sich zumindest teilweise in einen in dem Hohlraum aufgenommenen aerosolerzeugenden Artikel erstreckt. Das Suszeptorelement erhitzt das aerosolbildende Substrat des aerosolerzeugenden Artikels von innen, wenn es von der Induktionsspule mit Energie versorgt wird. Das Suszeptorelement kann beispielsweise so angeordnet sein, dass es in das aerosolbildende Substrat des aerosolerzeugenden Artikels eindringt, wenn der aerosolerzeugende Artikel in der Kammer aufgenommen wird.
Bei anderen bekannten Systemen, die einen Induktor und ein leitfähiges Suszeptorelement aufweisen, kann der Suszeptor in einer Kartusche enthalten sein, die in einer Kammer einer den Induktor aufweisenden aerosolerzeugenden Vorrichtung aufgenommen wird. Die Kartusche enthält einen ersten Abschnitt, der eine Nikotinquelle enthält, und einen zweiten Abschnitt, der eine Säurequelle enthält. Die Nikotinquelle und die Säurequelle werden erhitzt und in der Gasphase miteinander zur Reaktion gebracht, um ein Aerosol zu bilden, das vom Benutzer inhaliert wird.
Der Induktor wird typischerweise in Form eines Drahts bereitgestellt, der eine Induktionsspule mit mehreren Windungen oder Wicklungen bildet, die sich entlang seiner Länge erstrecken. Solche herkömmlichen Spulen erlauben aber möglicherweise nicht immer eine präzise Steuerung der vom Suszeptor erzeugten Temperatur, wenn der Suszeptor induktiv erhitzt wird. Es kann insbesondere schwierig sein, bei Verwendung solcher herkömmlicher Spulen eine gleichmäßige Temperatur zu erhalten.
Daher wäre es wünschenswert, eine aerosolerzeugende Vorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Induktionsspule aufweist, mit der solche Nachteile überwunden werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine aerosolerzeugende Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das eine Kammer zur Aufnahme von mindestens einem Suszeptor und mindestens einem aerosolbildenden Substrat definiert, wobei die Kammer entlang ihrer Längsachse eine Länge aufweist, die sich von einem ersten Ende der Kammer zu einem zweiten Ende der Kammer erstreckt; und eine Induktionsspule, die in dem Gehäuse um die Kammer herum angeordnet ist und sich entlang mindestens eines Teils der Länge der Kammer erstreckt. Die Induktionsspule umfasst einen ersten Teil, der am nächsten zum ersten Ende der Kammer angeordnet ist, einen zweiten Teil, der am nächsten zum zweiten Ende der Kammer angeordnet ist, und einen dritten Teil, der zwischen dem ersten und zweiten Teil angeordnet ist. Die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge ist im dritten Teil der Spule geringer, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass wenn eine herkömmliche Spule mit einer konstanten Dichte an Windungen in einer aerosolerzeugenden Vorrichtung verwendet wird, in dem Bereich, der von dem mittleren (dritten) Teil der Spule umgeben ist, eine höhere magnetische Flussdichte vorliegt, im Vergleich zu der magnetischen Flussdichte, die in den Bereichen auftritt, die von den ersten bzw. zweiten Endteilen der Spule umgeben sind. Der Bereich, der vom mittleren Teil der Spule umgeben ist, kann daher in größerem Maß erhitzt werden, als die Bereiche, die von den ersten bzw. zweiten Endteilen der Spule umgeben sind, wenn ein Suszeptor in diese Bereiche eingesetzt wird. Das kann zu einem ungleichmäßigen Temperaturprofil in der Kammer der Vorrichtung führen, was unter Umständen nicht wünschenswert ist. Solche ungleichmäßigen Temperaturprofile können insbesondere nicht wünschenswert sein, wenn die Induktionsspule dazu verwendet wird, einen Suszeptor zu erhitzen, der sich in einer Kartusche mit einer Nikotinquelle und einer Säurequelle befindet. Das liegt daran, dass ein Temperaturgradient in einer solchen Anordnung auf unerwünschte Weise zur Kondensation und erneuten Verdampfung verschiedener Teile des sensorischen Mediums führen kann, und sich damit negativ auf die Leistung des Systems auswirken kann. Außerdem können solche Kartuschen eine genaue Kalibrierung erfordern, damit sich eine bestimmte Menge Nikotin mit einer bestimmte Menge Säure vermischt. Ungleichmäßige Temperaturgradienten können dazu führen, dass falsche Mengen des Nikotins oder der Säure in die Mischkammer geliefert werden, und sich damit negativ auf die Leistung des Systems auswirken.
Um von einem Suszeptor in der Kammer ein gleichmäßigeres Temperaturprofil zu erhalten, haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass die Induktionsspule in vorteilhafter Weise so ausgelegt werden kann, dass die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil der Spule geringer ist, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule. Dies kann in vorteilhafter Weise dazu führen, dass an einem oder beiden Enden eines in die Kammer eingesetzten Suszeptors eine erhöhte magnetische Flussdichte vorliegt. Die Spule kann insbesondere so ausgelegt werden, dass die magnetische Flussdichte entlang der gesamten Länge des von der Spule umgebenen Bereichs gleichmäßiger verteilt ist, insbesondere der gesamten Länge eines Bereichs innerhalb der Kammer, der von einem Suszeptor eingenommen wird bzw. eingenommen werden wird. Bei einer solchen Anordnung können die Enden des in diesen Bereich eingesetzten Suszeptors auf Temperaturen erhitzt werden, die genauer der Temperatur des mittleren Teils des Suszeptors entsprechen.
Die vorliegenden Erfinder haben auch erkannt, dass eine alternative, aber genauso vorteilhafte Lösung darin besteht, die Induktionsspule so auszulegen, dass die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil der Spule größer ist, als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule. Bei dieser Anordnung lässt sich die magnetische Flussdichte in dem von dem dritten Teil der Spule umgebenen Bereich so reduzieren, dass die magnetische Flussdichte in diesem Bereich besser mit der magnetische Flussdichte übereinstimmt, die in den von den ersten bzw. zweiten Teilen der Spule umgebenen Bereichen vorliegt. Dies kann daher dazu beitragen, dass entlang der Länge des Suszeptors eine gleichmäßigere Temperatur erzeugt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher eine aerosolerzeugende Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das eine Kammer zur Aufnahme von mindestens einem Suszeptor und mindestens einem aerosolbildenden Substrat definiert, wobei die Kammer entlang ihrer Längsachse eine Länge aufweist, die sich von einem ersten Ende der Kammer zu einem zweiten Ende der Kammer erstreckt; und eine Induktionsspule, die in dem Gehäuse um die Kammer herum angeordnet ist und sich entlang mindestens eines Teils der Länge der Kammer erstreckt. Die Induktionsspule umfasst einen ersten Teil, der am nächsten zum ersten Ende der Kammer angeordnet ist, einen zweiten Teil, der am nächsten zum zweiten Ende der Kammer angeordnet ist, und einen dritten Teil, der zwischen dem ersten und zweiten Teil angeordnet ist. Die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil der Spule ist größer, als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Die Querschnittsfläche der Spule wird in einer Ebene genommen, die zur Längsachse der Spule senkrecht ist. Wenn der Querschnitt der Induktionsspule entlang der Länge der Spule im dritten Teil der Spule variiert, ist die Bezugnahme auf die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil als die mittlere durchschnittliche Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil zu verstehen. Eine entsprechende Überlegung gilt jeweils in Bezug auf die ersten und zweiten Teile der Spule.
Vorzugsweise hat die Induktionsspule eine kreisförmige Querschnittsform. Die Induktionsspule kann auch eine nicht kreisförmige Querschnittsform aufweisen. Die Induktionsspule kann beispielsweise eine elliptische, dreieckige, viereckige, rechteckige, trapezförmige, rhombische, rautenförmige, drachenviereckförmige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige, achteckige, neuneckige, zehneckige oder jede beliebige andere polygonale Querschnittsform aufweisen. Die Induktionsspule kann eine regelmäßige polygonale Querschnittsform aufweisen, zum Beispiel eine gleichseitig dreieckige, viereckige, regelmäßig fünfeckige, regelmäßig sechseckige, regelmäßig siebeneckige, regelmäßig achteckige, regelmäßig neuneckige oder regelmäßig zehneckige Querschnittsform.
Wenn die Induktionsspule eine kreisförmige Querschnittsform hat, ist der Durchmesser der Spule im dritten Teil der Spule größer als der Durchmesser der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Die Induktionsspule kann aus einem Draht mit mehreren Windungen oder Wicklungen gebildet sein, die sich entlang seiner Länge erstrecken. Der Draht kann jede geeignete Querschnittsform, wie etwa quadratisch, oval oder dreieckig aufweisen. In einigen Ausführungsformen hat der Draht einen kreisförmigen Querschnitt. In anderen Ausführungsformen kann der Draht eine flache Querschnittsform aufweisen. Die Induktionsspule kann beispielsweise aus einem Draht gebildet werden, der eine rechteckige Querschnittsform aufweist und so gewickelt ist, dass sich die maximale Breite des Drahtsquerschnitts parallel zur magnetischen Achse der Induktionsspule erstreckt. Solche flachen Induktionsspulen können es ermöglichen, den Außendurchmesser des Induktors, und damit den Außendurchmesser der aerosolerzeugenden Vorrichtung, zu minimieren.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in dem dritten Teile der Spule geringer, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule, und die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil der Spule ist größer, als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Bevorzugte Merkmale von einem bzw. beiden der ersten und zweiten Aspekte werden im Folgenden beschrieben.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen bleibt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im ersten Teil der Spule im Wesentlichen konstant.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen nimmt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule vom ersten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend ab. Dies kann dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom ersten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser mit dem Feld übereinstimmt, dass in dem von dem dritten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen bleibt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im zweiten Teil der Spule im Wesentlichen konstant.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen nimmt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule vom zweiten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend ab. Dies kann dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom zweiten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser mit dem Feld übereinstimmt, dass in dem von dem dritten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
Die Abnahme der Anzahl der Windungen kann linear sein. Die Abnahme der Anzahl der Windungen kann nicht-linear sein. Die Abnahme der Anzahl der Windungen kann zum Beispiel exponentiell sein.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen entspricht die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im ersten Teil der Spule im Wesentlichen der Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im zweiten Teil der Spule. Dies kann in vorteilhafter Weise dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom ersten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser mit dem Feld übereinstimmt, dass in dem von dem zweiten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
Dort wo die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge innerhalb des dritten Teils der Spule im Wesentlichen konstant bleibt, und die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge innerhalb eines oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule im Wesentlichen konstant bleibt, kann der Übergang der Anzahl der Windungen pro Einheitslänge von einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule zum dritten Teil der Spule in einem Schritt erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Spule einen vierten Teil aufweisen, der zwischen dem ersten Teil der Spule und dem dritten Teil der Spule angeordnet ist. Die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge kann über den vierten Teil der Spule vom ersten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend abnehmen.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich dazu kann die Spule einen fünften Teil aufweisen, der zwischen dem zweiten Teil der Spule und dem dritten Teil der Spule angeordnet ist. Die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge kann über den fünften Teil der Spule vom zweiten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend abnehmen.
Vorzugsweise entspricht die Länge des ersten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule, im Wesentlichen der Länge des zweiten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule.
Vorzugsweise entspricht die Länge des ersten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule, im Wesentlichen der Länge des dritten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule.
Vorzugsweise entspricht die Länge des zweiten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule, im Wesentlichen der Länge des dritten Teils der Spule, gemessen entlang der Längsachse der Spule.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil der Spule mindestens etwa zweimal geringer als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule, noch bevorzugter mindestens dreimal geringer als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule, und noch bevorzugter mindestens viermal geringer als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Die Anzahl der Windungen pro Millimeter Länge im ersten Teil der Spule kann zwischen etwa 1 und etwa 2, noch bevorzugter zwischen etwa 1 und etwa 1,5 liegen. Die Anzahl der Windungen pro Einheits-Millimeter im zweiten Teil der Spule kann zwischen etwa 1 und etwa 2, noch bevorzugter zwischen etwa 1 und etwa 1,5 liegen. Die Anzahl der Windungen pro Millimeter Länge im dritten Teil der Spule kann zwischen etwa 0,25 und etwa 0,5 liegen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen bleibt die Querschnittsfläche der Spule im ersten Teil der Spule im Wesentlichen konstant.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen nimmt die Querschnittsfläche der Induktionsspule vom ersten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend zu. Dies kann dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom ersten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser an das Feld angepasst ist, dass in dem von dem dritten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen bleibt die Querschnittsfläche der Spule im zweiten Teil der Spule im Wesentlichen konstant.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen nimmt die Querschnittsfläche der Induktionsspule vom zweiten Teil der Spule bis zum dritten Teil der Spule fortschreitend zu. Dies kann dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom zweiten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser an das Feld angepasst ist, dass in dem von dem dritten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen entspricht die Querschnittsfläche der Induktionsspule im ersten Teil der Spule im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Induktionsspule im zweiten Teil der Spule. Dies kann in vorteilhafter Weise dazu beitragen sicherzustellen, dass das Feld, das in dem vom ersten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird, besser mit dem Feld übereinstimmt, dass in dem von dem zweiten Teil der Spule umgebenen Bereich erzeugt wird.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil der Spule mindestens 1,3-mal größer als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule, noch bevorzugter mindestens 1,5-mal größer als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen bleibt die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil der Spule im Wesentlichen konstant.
Dort, wo die Querschnittsfläche innerhalb des dritten Teils der Spule im Wesentlichen konstant bleibt, und die Querschnittsfläche innerhalb eines oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule im Wesentlichen konstant bleibt, kann der Übergang der Querschnittsfläche von einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule zum dritten Teil der Spule in einem Schritt erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Spule einen vierten Teil aufweisen, der zwischen dem ersten Teil der Spule und dem dritten Teil der Spule angeordnet ist. Die Querschnittsfläche der Spule kann über den vierten Teil der Spule von der Querschnittsfläche des ersten Teils der Spule bis zur Querschnittsfläche des dritten Teils der Spule fortschreitend zunehmen.
Weiterhin alternativ oder zusätzlich dazu kann die Spule einen fünften Teil aufweisen, der zwischen dem zweiten Teil der Spule und dem dritten Teil der Spule angeordnet ist. Die Querschnittsfläche der Spule kann über den fünften Teil der Spule von der Querschnittsfläche des zweiten Teils der Spule bis zur Querschnittsfläche des dritten Teils der Spule fortschreitend zunehmen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen grenzt der erste Teil der Spule direkt an eine Seite des dritten Teils der Spule an, und grenzt der zweite Teil der Spule direkt an der anderen Seite des dritten Teils der Spule an. In solchen Ausführungsformen kann die Spule allein aus den ersten, zweiten und dritten Teilen bestehen.
Die aerosolerzeugende Vorrichtung kann eine Stromversorgung umfassen, die elektrisch mit der Induktionsspule verbindbar ist. Die Stromversorgung ist vorzugsweise dazu ausgelegt, der Induktionsspule einen elektrischen Wechselstrom zuzuführen. Die Stromversorgung kann innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet sein. Die Stromversorgung kann eine Gleichstromversorgung sein. Die Stromversorgung kann eine Batterie sein. Die Batterie kann eine Batterie auf Lithiumbasis, zum Beispiel eine Lithium-Cobalt-, eine Lithium-Eisenphosphat-, eine Lithium-Titanat- oder eine Lithium-Polymer-Batterie sein. Die Batterie kann eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Nickel-Cadmium-Batterie sein. Die Stromversorgung kann eine andere Form von Ladungsspeichergerät sein, wie ein Kondensator. Die Stromversorgung kann ein Wiederaufladen erfordern und für viele Lade- und Entladezyklen ausgelegt sein. Die Stromversorgung kann eine Kapazität aufweisen, die es ermöglicht, genug Energie für eine oder mehrere Nutzererlebnisse zu speichern. Die Stromversorgung kann zum Beispiel eine ausreichende Kapazität aufweisen, die die kontinuierliche Erzeugung von Aerosol für eine Zeitspanne von etwa 6 Minuten ermöglicht, was der Zeit entspricht, die typischerweise zum Rauchen einer herkömmlichen Zigarette benötigt wird, oder für eine Zeitspanne, die ein Vielfaches von sechs Minuten beträgt. In einem anderen Beispiel kann die Stromversorgung eine ausreichende Kapazität aufweisen, um eine vorbestimmte Anzahl an Zügen oder einzelnen Aktivierungen der Zerstäuberanordnung zu ermöglichen.
Die aerosolerzeugende Vorrichtung kann eine Steuerschaltung umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine Bereitstellung von Strom durch die Stromversorgung an die Induktionsspule zu steuern. Die Steuerschaltung kann einen Mikrocontroller umfassen. Der Mikrocontroller ist vorzugsweise ein programmierbarer Mikrocontroller. Die Steuerschaltung kann weitere elektronische Komponenten umfassen. Die Steuerschaltung kann dazu ausgelegt sein, eine Versorgung der Induktionsspule mit Strom zu regulieren. Die Induktionsspule kann nach Aktivierung des Systems kontinuierlich mit Strom versorgt werden, oder intermittierend, wie etwa zugweise.
Das aerosolerzeugende System kann eine erste Stromversorgung umfassen, um die Steuerschaltung mit Strom zu versorgen, und eine zweite Stromversorgung, um die Induktionsspule mit Strom zu versorgen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die aerosolerzeugende Vorrichtung einen Suszeptor, der innerhalb der Kammer angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Suszeptor länglich. Vorzugsweise hat der Suszeptor ein erstes Ende, das an einer Wand der Kammer befestigt ist, und ein zweites Ende, das sich in die Kammer erstreckt. Vorzugsweise ist der Suszeptor mittig in der Kammer angeordnet. Vorzugsweise ist der Suszeptor von der Induktionsspule umgeben. Vorzugsweise ist der Suszeptor in Längsrichtung an der Induktionsspule ausgerichtet. Vorzugsweise ist das zweite Ende des Suszeptors spitz.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die magnetische Achse der Induktionsspule im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Kammer. Die magnetische Achse der Induktionsspule kann dieselbe sein wie die Längsachse der Spule. Dies kann dazu beitragen, eine kompaktere Anordnung zu erleichtern. Vorzugsweise ist mindestens ein Teil des Suszeptors im Wesentlichen parallel zur magnetischen Achse der Induktionsspule. Dies kann dazu beitragen, das gleichmäßige Erhitzen des Suszeptor durch die Induktionsspule weiter zu erleichtern. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist der Suszeptor im Wesentlichen parallel zur magnetischen Achse der Induktionsspule und zur Längsachse der Kammer.
In der Verwendung hierin bedeutet „Suszeptor“ ein Element, wie ein leitfähiges Element, welches sich erwärmt, wenn es einem wechselnden Magnetfeld ausgesetzt wird. Dies kann das Ergebnis von Wirbelströmen sein, die im Suszeptorelement induziert werden, und/oder von Hystereseverlusten.
Das Material und die Geometrie des Suszeptorelements können so gewählt werden, dass sich ein gewünschter elektrischer Widerstand und eine gewünschte Wärmeerzeugung ergeben.
Mögliche Materialien für die Suszeptorelemente sind beispielsweise Graphit, Molybdän, Siliziumkarbid, Edelstahl, Niob, Aluminium, und praktisch jegliche anderen leitfähigen Elemente. Das Suszeptorelement kann ein Eisenelement sein. Das Suszeptorelement kann ein Ferritelement sein. Das Suszeptorelement kann ein Edelstahlelement sein. Das Suszeptorelement kann ein ferritisches Edelstahlelement sein. Geeignete Suszeptormaterialen umfassen 410, 420 und 430 Edelstahl. Es hat sich in vorteilhafter Weise herausgestellt, dass die Anordnung eines Suszeptorelements, das ferritischen Edelstahl umfasst, in einer der Kammern, in Kontakt mit dem Trägermaterial der Nikotinquelle oder der Säurequelle, nicht zur Übertragung des Suszeptormaterials vom Suszeptorelement in das vom System erzeugte Aerosol führt.
Das Suszeptorelement kann eine äußere Oberfläche umfassen, die chemisch inert ist. Chemisch inert bedeutet hier in Bezug auf mindestens das Nikotin der Nikotinquelle und die Säure der Säurequelle, wenn dieses bzw. diese durch das Suszeptorelement auf die Temperatur erhitzt wird. Das Suszeptorelement kann eine äußere Oberfläche umfassen, die im Hinblick auf das Nikotin der Nikotinquelle chemisch inert ist. Das Suszeptorelement kann eine äußere Oberfläche umfassen, die im Hinblick auf die Säure der Säurequelle chemisch inert ist.
Das Suszeptorelement kann ein elektrisch leitfähiges Suszeptormaterial umfassen, das chemisch inert ist. In anderen Worten kann die chemisch inerte Oberfläche eine chemisch inerte äußere Oberfläche des Suszeptormaterials selbst sein.
Die chemisch inerte äußere Oberfläche kann eine äußere Schutzschicht sein. In Ausführungsformen, in denen das elektrisch leitfähige Suszeptormaterial nicht chemisch inert ist, kann das Suszeptorelement eine äußere Schutzschicht aufweisen, zum Beispiel eine Keramikschutzschicht oder eine Glasschutzschicht, die das Suszeptorelement bedeckt oder umschließt. Das Suszeptorelement kann eine aus Glas, Keramik, oder inertem Metall gebildete Schutzschicht aufweisen, die über einen Kern des Suszeptormaterials geformt wird. In vorteilhafter Weise kann das Versehen des Suszeptorelements mit einer chemisch inerten äußeren Oberfläche verhindern oder vermeiden, dass unerwünschte chemische Reaktionen zwischen dem Suszeptorelement und dem Nikotin der Nikotinquelle und der Säure der Säurequelle auftreten. Eine äußere Schutzschicht oder ein Überzugsmaterial kann Temperaturen standhalten, die so hoch sind wie die Temperatur, auf die das Suszeptormaterial erhitzt wird.
Das Material des Suszeptorelements kann aufgrund seiner Curie-Temperatur gewählt werden. Oberhalb seiner Curie-Temperatur ist ein Material nicht mehr ferromagnetisch, und damit tritt kein Erhitzen aufgrund von Hystereseverlusten mehr auf. Wenn das Suszeptorelement aus einem einzigen Material besteht, kann die Curie-Temperatur einer maximalen Temperatur entsprechen, die das Suszeptorelement haben sollte (d.h. die Curie-Temperatur ist mit der maximalen Temperatur identisch, auf die das Suszeptorelement aufgeheizt werden sollte, oder weicht um etwa 1-3 % von dieser maximalen Temperatur ab). Dies reduziert die Möglichkeit einer raschen Überhitzung.
Wenn das Suszeptorelement aus mehr als einem Material besteht, können die Materialien des Suszeptorelements in Bezug auf weitere Aspekte optimiert werden. Die Materialien können zum Beispiel so gewählt werden, dass ein erstes Material des Suszeptorelements eine Curie-Temperatur aufweisen kann, die über der maximalen Temperatur liegt, auf die das Suszeptormaterial erhitzt werden sollte. Das erste Material des Suszeptorelements kann dann optimiert werden, zum Beispiel in Bezug auf die maximale Wärmeerzeugung und -übertragung auf das aerosolbildende Substrat, um einerseits eine effiziente Erhitzung des Suszeptors zu gewährleisten. Dann kann das Suszeptorelement aber zusätzlich noch ein zweites Material mit einer Curie-Temperatur aufweisen, die der maximalen Temperatur entspricht, auf die der Suszeptor erhitzt werden sollte, und sobald das Suszeptorelement diese Curie-Temperatur erreicht, ändern sich die magnetischen Eigenschaften des Suszeptorelements als Ganzes. Diese Änderung kann erkannt und an einen Mikrocontroller kommuniziert werden, der dann die Erzeugung von Wechselstrom unterbricht, bis die Temperatur sich wieder auf unterhalb der Curie-Temperatur abgekühlt hat, woraufhin die Wechselstromerzeugung wieder aufgenommen werden kann.
Mindestens ein Teil des Suszeptorelements kann flüssigkeitsdurchlässig sein. In der Verwendung hierin bedeutet „flüssigkeitsdurchlässiges“ Element ein Element, durch das Flüssigkeit oder Gas durchdringen kann. Das Suszeptorelement kann mehrere Öffnungen aufweisen, die in diesem ausgebildet sind, um Flüssigkeit hindurchzulassen. Das Suszeptorelement ermöglicht es insbesondere dem Ausgangsmaterial, entweder in der Gasphase oder sowohl in der Gas- als auch der Flüssigphase, durch dieses hindurchzudringen.
Als Alternative, oder zusätzlich zur Bereitstellung eines Suszeptors als Teil der aerosolerzeugenden Vorrichtung, kann die Vorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Artikel wie eine Kartusche aufzunehmen, die einen Suszeptor enthält. Daher wird gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine aerosolerzeugende Vorrichtung nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, und eine Kartusche, die dazu ausgebildet ist, in der Kammer der aerosolerzeugenden Vorrichtung aufgenommen zu werden, wobei die Kartusche mindestens einen Suszeptor und mindestens ein aerosolbildendes Substrat umfasst.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Kartusche einen ersten Abschnitt, der eine Nikotinquelle enthält, einen zweiten Abschnitt, der eine Säurequelle enthält, und eine Mischkammer zum Mischen von Nikotin aus der Nikotinquelle und Säure aus der Säurequelle mit einem Luftstrom, um ein Aerosol zu bilden. Vorzugsweise ist der mindestens eine Suszeptor dazu ausgebildet, die Mischkammer zu erhitzen. Vorzugsweise ist der mindestens eine Suszeptor dazu ausgebildet, den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt zu erhitzen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich der mindestens eine Suszeptor, wenn die Kartusche in der Kammer angeordnet ist, entlang der Längsachse der Kammer und umfasst einen ersten Teil, der von dem ersten Teil der Induktionsspule umgeben ist, einen zweiten Teil, der von dem zweiten Teil der Induktionsspule umgeben ist, und einen dritten Teil, der von dem dritten Teil der Induktionsspule umgeben ist.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen hat jeder Suszeptor innerhalb der Kartusche eine Länge, die im Wesentlichen der Länge der Induktionsspule entspricht.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „Lufteinlass“ verwendet, um eine oder mehrere Öffnungen zu beschreiben, durch die Luft in eine Komponente oder einen Teil einer Komponente der Kartusche der aerosolerzeugenden Vorrichtung gezogen werden kann.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „Luftauslass“ verwendet, um eine oder mehrere Öffnungen zu beschreiben, durch die Luft aus einer Komponente oder einem Teil einer Komponente der Kartusche der aerosolerzeugenden Vorrichtung gezogen werden kann.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung werden die Begriffe „proximal“, „distal“, stromaufwärts“ und „stromabwärts“ verwendet, um die relativen Positionen von Komponenten, oder Teilen von Komponenten der Kartusche und des aerosolerzeugenden Systems zu beschreiben.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „„Längs-“ verwendet, um die Richtung zwischen dem proximalen Ende und dem gegenüberliegenden distalen Ende der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems zu beschreiben, und der Begriff „Quer-“ wird verwendet, um die zur Längsrichtung senkrechte Richtung zu beschreiben.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „Länge“ verwendet, um die maximale Längsabmessung von Komponenten, oder Teilen von Komponenten der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems parallel zur Längsachse zwischen dem proximalen Ende und dem gegenüberliegenden distalen Ende der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems zu beschreiben.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung werden die Begriffe „Höhe“ und „Breite“ verwendet, um die maximalen Querabmessungen von Komponenten, oder Teilen von Komponenten der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems senkrecht zur Längsachse der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems zu beschreiben. Wenn die Höhe und Breite von Komponenten, oder Teilen der Komponenten der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems nicht die gleichen sind, wird der Begriff „Breite“ verwendet, um die größere der beiden Querabmessungen senkrecht zur Längsachse der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems zu bezeichnen.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „länglich“ verwendet, um eine Komponente oder einen Teil einer Komponente zu beschreiben, der eine Länge aufweist, die größer ist als seine Breite und seine Höhe.
In der Verwendung hierin in Bezug auf die Erfindung wird der Begriff „Nikotin“ verwendet, um Nikotin, eine Nikotinbase oder ein Nikotinsalz zu beschreiben. Bei Ausführungsformen, bei denen das erste Trägermaterial mit Nikotinbase oder Nikotinsalz getränkt ist, sind die hierin in Bezug genommenen Nikotinmengen die Mengen an Nikotinbase bzw. ionisiertem Nikotin.
In der Verwendung hierin wird der Begriff „Aerosolbildner“ verwendet, um jede geeignete bekannte Verbindung, oder jedes geeignete bekannte Verbindungsgemisch zu beschreiben, das in Gebrauch die Bildung eines Aerosols fördert.
In der Verwendung hierin werden die Begriffe .stromaufwärts' und stromabwärts' verwendet, um die relativen Positionen von Elementen, oder Teilen von Elementen der Heizvorrichtungsanordnung, der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems in Bezug auf die Richtung, in der in Gebrauch Luft durch das System gezogen wird, zu beschreiben.
In der Verwendung hierin wird der Begriff „„Längs-“ verwendet, um die Richtung zwischen dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende der Heizvorrichtungsanordnung, der Kartusche oder des aerosolerzeugenden Systems zu beschreiben, und der Begriff „Quer-“ wird verwendet, um die zur Längsrichtung senkrechte Richtung zu beschreiben. In Bezug auf die Heizvorrichtungsanordnung bezieht sich der Begriff „Quer-“ auf die zur Ebene des porösen Blattes bzw. der porösen Blätter parallele Richtung, während sich der Begriff „senkrecht“ auf die zur Ebene des porösen Blattes bzw. der porösen Blätter senkrechte Richtung bezieht.
Das aerosolerzeugende System kann ein handgeführtes aerosolerzeugendes System sein, das dazu eingerichtet ist, einem Nutzer zu ermöglichen, an einem Mundstück zu ziehen, um ein Aerosol durch eine Öffnung am Mundende zu ziehen. Das aerosolerzeugende System kann eine Größe haben, die mit einer konventionellen Zigarre oder Zigarette vergleichbar ist. Das aerosolerzeugende System kann eine Gesamtlänge zwischen etwa 30 mm und etwa 150 mm aufweisen. Das aerosolerzeugende System kann einen Außendurchmesser zwischen etwa 5 mm und etwa 30 mm aufweisen.
Merkmale eines Aspekts der Erfindung können auf die anderen Aspekte der Erfindung übertragen werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines aerosolerzeugenden Systems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das System in einem nicht zusammengesetzten Zustand ist;
2 zeigt eine schematische Ansicht des Systems der 1 im zusammengesetzten Zustand;
3 zeigt eine schematische Ansicht eines aerosolerzeugenden Systems nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das System in einem nicht zusammengesetzten Zustand ist;
4 zeigt eine schematische Ansicht des Systems der 3 im zusammengesetzten Zustand;
5 zeigt eine schematische Ansicht einer aerosolerzeugenden Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines aerosolerzeugenden Systems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das System 10 in einem nicht zusammengesetzten Zustand ist. Das System umfasst einen aerosolerzeugenden Artikel 20, und eine aerosolerzeugende Vorrichtung 100. Der aerosolerzeugende Artikel 20 umfasst vier Elemente. Die Elemente sind: ein aerosolerzeugendes Substrat 22, ein hohles, röhrenförmiges Stützelement 24, ein aerosolkühlendes Element 26 und ein Filtersegment 28. Die vier Elemente sind in Reihe angeordnet und koaxial ausgerichtet, und werden von einem Zigarettenpapier (nicht dargestellt) zusammengehalten, um einen Strang zu bilden. Der Strang hat ein durch das Filtersegment 28 definiertes Mundende, welches ein Benutzer während des Gebrauchs in den Mund nimmt, und ein distales Ende, das durch ein aerosolerzeugendes Substrat 22 definiert ist, welches sich am dem dem Mundende gegenüberliegenden Ende des Strangs befindet. Elemente, die zwischen dem Mundende und dem distalen Ende liegen, können als stromaufwärts vom Mundende bzw. stromabwärts vom distalen Ende 8 liegend beschrieben werden.
Die aerosolerzeugende Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 120. Ein Hohlraum 110 erstreckt sich von einer Öffnung an einem Ende des Gehäuses 120 zu einer Hohlraumbasis 114. Der Hohlraum definiert eine Kammer 111 zur Aufnahme von mindestens einem Teil des aerosolerzeugenden Artikels 20. Ein erstes Ende der Kammer 111 befindet sich an der Öffnung im Gehäuse 120, und ein zweites Ende der Kammer 111 befindet sich an der Basis 114 des Hohlraums. Der Hohlraum ist durch eine Innenfläche 112 des Gehäuses 120 der Vorrichtung 100 definiert.
In dem Hohlraum befindet sich ein Suszeptor 130. Der Suszeptor ist an der Basis 114 des Hohlraums befestigt und erstreckt sich von der Basis 114 des Hohlraums hin zur Öffnung des Hohlraums 110. Der Hohlraum hat eine Längsachse, die sich von der Basis 114 des Hohlraums 110 zur Öffnung im Gehäuse 120 erstreckt.
Das Gehäuse weist mindestens einen Lufteinlass 122 der Vorrichtung auf, der durch eine Öffnung in der Außenfläche des Gehäuses 120 gebildet ist. Mindestens ein Luftstromkanal 123 der Vorrichtung erstreckt sich innerhalb des Gehäuses 120 von dem mindestens einen Lufteinlass 122 der Vorrichtung zu dem mindestens einen Luftauslass 124 der Vorrichtung, der sich in der Basis 114 des Hohlraums 110 befindet.
In dem Gehäuse 120 ist eine Induktionsspule 140 vorgesehen. Die Induktionsspule 140 ist um die Kammer 111 herum angeordnet und erstreckt sich entlang mindestens eines Teils der Länge der Kammer 111. Die Spule besteht aus einem ersten Teil 142, der am nächsten zum ersten Ende der Kammer 111 angeordnet ist, einen zweiten Teil 142, der am nächsten zum zweiten Ende der Kammer angeordnet ist, und einen dritten Teil 143, der zwischen dem ersten und zweiten Teil der Spule 140 angeordnet ist.
Wie in 1 dargestellt, ist die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil 143 der Spule geringer, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile 141, 142 der Spule. Insbesondere nimmt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule 140 von einem ersten Ende der Spule 140, das durch den ersten Teil 141 der Spule definiert ist, zum Mittelpunkt der Spule 140, der durch den dritten Teil 143 der Spule definiert ist, fortschreitend ab. Des Weiteren nimmt die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule 140 von einem zweiten Ende der Spule 140, das durch den zweiten Teil 142 der Spule definiert ist, zum Mittelpunkt der Spule 140, der durch den dritten Teil 143 der Spule definiert ist, fortschreitend ab. Wie ebenfalls in 1 dargestellt, entspricht die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im ersten Teil 141 der Spule im Wesentlichen der Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im zweiten Teil 142 der Spule.
Die Vorrichtung 100 weist des Weiteren eine Steuerschaltung 150 auf, die mit der Spule 140 verbunden ist. Die Steuerschaltung 140 ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Wechselstrom von einer Stromversorgung 160 innerhalb der Vorrichtung 100 an die Induktionsspule 140 zu liefern, so dass die Induktionsspule 140 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, um den Suszeptor 130 zu erhitzen.
2 zeigt das System 10 der 1 im zusammengesetzten Zustand. In diesem Zustand wurde der Artikel 20 durch die Öffnung im Gehäuse eingesetzt, so dass sich mindestens das aerosolbildende Substrat 22 innerhalb der Kammer befindet. Das Filtersegment 28 ist außerhalb des Gehäuses 120 angeordnet, so dass es für einen Benutzer zugänglich ist. Der Suszeptor 130 hat das Substrat 22 durchstochen und ist vom Substrat 22 umgeben. Wenn ein Wechselstrom an die Induktionsspule 140 geliefert wird, wird der Suszeptor daher induktiv erhitzt und sorgt dafür, dass sich das Substrat 22 erhitzt. Ein Benutzer kann dann am Mundende des Artikels 20 ziehen, wodurch Luft durch den Lufteinlass 122 der Vorrichtung in die Vorrichtung und nachfolgend durch das erhitzte Substrat 22 strömen kann. Von dem erhitzten Substrat 22 freigesetztes Aerosol kann dann zum Mundende des Artikels 20 befördert werden.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines aerosolerzeugenden Systems 310 nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das System 310 in einem nicht zusammengesetzten Zustand ist. Das System 310 umfasst eine aerosolerzeugende Vorrichtung 300 und eine Kartusche 200 zur Verwendung mit der aerosolerzeugenden Vorrichtung 300.
Die Vorrichtung 300 gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Vorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich, und, wo zutreffend, werden gleiche Bezugszeichen für die gleichen Begriffe verwendet, In der Ausführungsform gemäß 3 wird der Suszeptor allerdings nicht mehr als Teil der Vorrichtung 300 bereitgestellt. Statt dessen wird der Suszeptor 300 als Teil der Kartusche 200 bereitgestellt. Die Kartusche 200 umfasst insbesondere ein Gehäuse 220, und der Suszeptor ist innerhalb des Kartuschengehäuses 220 vorgesehen. Das Gehäuse 200 hat mehrere Öffnungen, die mehrere Lufteinlässe 222 an ihrem stromaufwärtigen Ende und eine weitere Öffnung 223 an ihrem stromabwärtigen Ende bilden, wobei sich ein Pfad des Luftstroms der Vorrichtung dazwischen erstreckt.
Die Kartusche 200 umfasst einen ersten Abschnitt 211, der eine Nikotinquelle 213 enthält, und einen zweiten Abschnitt 212, der eine Säurequelle 214 enthält, welche sich jeweils stromabwärts von einem jeweiligen Lufteinlass 222 befinden. Eine Mischkammer 210 ist ebenfalls stromabwärts von den ersten und zweiten Abschnitten 211, 212 vorhanden.
Wie sich am besten anhand des zusammengesetzten Zustands der zweiten, in 4 gezeigten Ausführungsform erkennen lässt, befindet sich der Suszeptor 330, wenn die Kartusche in die Kammer 111 der Vorrichtung 300 eingesetzt wird, innerhalb des Bereichs, der von der Induktionsspule umgeben ist. Insbesondere befindet sich ein mittlerer Teil des Suszeptors 330 innerhalb des vom dritten Teil 143 der Induktionsspule 140 umgebenen Bereichs, während sich die ersten und zweiten Enden des Suszeptors innerhalb der Bereiche befinden, die jeweils von den ersten bzw. zweiten Teilen 141, 142 der Induktionsspule 140 umgeben sind.
In Gebrauch wird der Spule 140 von der Stromversorgung 160 ein elektrischer Wechselstrom zugeführt, so dass die Induktionsspule 140 ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, um den Suszeptor 130 zu erhitzen. Der erhitzte Suszeptor 130 sorgt dafür, dass Dampf von der Nikotinquelle 213, und Aerosol von der Säurequelle 214 freigesetzt wird. Wenn ein Benutzer am Mundende der Kartusche zieht, werden diese Aerosole stromabwärts und in die Mischkammer 210 gezogen, wo sie sich mischen und reagieren, um zu einem nikotinhaltigen Aerosol reagieren, welches dann stromabwärts zum Benutzer gelangt. Beim Mischen in der Kammer
5 zeigt eine schematische Ansicht einer aerosolerzeugenden Vorrichtung 500 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 500 gemäß 5 ist den Vorrichtungen 100, 300 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen ähnlich, und, wo zutreffend, werden gleiche Bezugszeichen für die gleichen Begriffe verwendet, In der Ausführungsform gemäß 5 hat die Induktionsspule 540 nun jedoch eine andere Ausgestaltung. Insbesondere ist die Spule 540 nun so ausgelegt, dass die Querschnittsfläche der Spule im dritten Teil 543 der Spule größer ist, als die Querschnittsfläche der Spule in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule 541, 542. Insbesondere nimmt die Querschnittsfläche der Spule von einem ersten Ende der Spule 540, das durch den ersten Teil 541 der Spule definiert ist, zum Mittelpunkt der Spule 540, der durch den dritten Teil 543 der Spule definiert ist, fortschreitend zu. Des Weiteren nimmt die Querschnittsfläche der Spule 540 von einem zweiten Ende der Spule 540, das durch den zweiten Teil 542 der Spule definiert ist, zum Mittelpunkt der Spule 540, der durch den dritten Teil 543 der Spule definiert ist, fortschreitend zu. Wie ebenfalls in 5 dargestellt, entspricht die Querschnittsfläche der Induktionsspule im ersten Teil 541 der Spule im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Spule im zweiten Teil 542 der Spule.

Claims

Aerosolerzeugende Vorrichtung (100), umfassend: ein Gehäuse (120), das eine Kammer (111) zur Aufnahme mindestens eines aerosolbildenden Substrats (22) definiert, wobei die Kammer entlang ihrer Längsachse eine Länge aufweist, die sich von einem ersten Ende der Kammer zu einem zweiten Ende der Kammer erstreckt; einen Suszeptor (130), der innerhalb der Kammer (111) angeordnet ist; und eine Induktionsspule (140), die in dem Gehäuse (120) vorgesehen ist, die um die Kammer (111) angeordnet ist und sich entlang mindestens eines Teils der Länge der Kammer erstreckt, wobei die Induktionsspule (140) einen ersten Teil (141) umfasst, der am nächsten zum ersten Ende der Kammer angeordnet ist, einen zweiten Teil (142), der am nächsten zum zweiten Ende der Kammer angeordnet ist, und einen dritten Teil (143), der zwischen dem ersten und zweiten Teil angeordnet ist; und wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil der Spule geringer ist, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten und zweiten Teile der Spule.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die aerosolerzeugende Vorrichtung (100) des Weiteren eine Stromversorgung (160) umfasst, die elektrisch mit der Induktionsspule verbindbar ist, und die Stromversorgung (160) eine Batterie auf Lithiumbasis, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Nickel-Cadmium-Batterie ist
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Batterie auf Lithiumbasis eine Lithium-Cobalt-, eine Lithium-Eisenphosphat-, eine Lithium-Titanat- oder eine Lithium-Polymer-Batterie ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) ein Eisenelement ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) ein Edelstahlelement oder ein Aluminiumelement ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) ein erstes Ende aufweist, das an einer Wand der Kammer (111) befestigt ist, und ein zweites Ende, das sich in die Kammer (111) erstreckt.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge innerhalb des ersten Teils (141) der Induktionsspule (140) im Wesentlichen konstant bleibt.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge innerhalb des dritten Teils (143) der Induktionsspule (140) im Wesentlichen konstant bleibt, und die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge innerhalb eines oder beiden der ersten und zweiten Teile (141, 142) der Induktionsspule (140) im Wesentlichen konstant bleibt, und wobei der Übergang der Anzahl der Windungen pro Einheitslänge von einem oder beiden der ersten und zweiten Teile (141, 142) der Induktionsspule (140) zum dritten Teil (143) der Induktionsspule (140) in einem Schritt erfolgt.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule (140) vom ersten Teil (141) der Spule bis zum dritten Teil (143) der Spule fortschreitend abnimmt, und/oder wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in der Induktionsspule (140) vom zweiten Teil (142) der Spule bis zum dritten Teil (143) der Spule fortschreitend abnimmt.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im ersten Teil (141) der Spule im Wesentlichen der Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im zweiten Teil (142) der Spule entspricht.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil (143) der Spule mindestens zweimal geringer ist, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten (141) und zweiten (142) Teile der Spule.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach Anspruch 11, wobei die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge im dritten Teil (143) der Spule mindestens viermal geringer ist, als die Anzahl der Windungen pro Einheitslänge in einem oder beiden der ersten (141) und zweiten (142) Teile der Spule.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) eine äußere Oberfläche umfasst, die chemisch inert ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) länglich ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) von der Induktionsspule (140) umgeben ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Suszeptor (130) in Längsrichtung an der Induktionsspule (140) ausgerichtet ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die magnetische Achse der Induktionsspule (140) im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Kammer (111) ist.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Induktionsspule (140) allein aus den ersten (141), zweiten (142) und dritten (143) Teilen besteht.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die aerosolerzeugende Vorrichtung eine Steuerschaltung (150) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Bereitstellung von Strom durch eine Stromversorgung (160) an die Induktionsspule (140) zu steuern.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach Anspruch 19, wobei die Steuerschaltung (150) einen Mikrocontroller umfasst.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Querschnittsfläche der Induktionsspule (140) innerhalb des ersten Teils (141) der Spule im Wesentlichen konstant bleibt.
Aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Länge des ersten Teils (141) der Induktionsspule (140), gemessen entlang der Längsachse der Induktionsspule (140) im Wesentlichen der Länge des zweiten Teils (142) der Induktionsspule (140), gemessen entlang der Längsachse der Induktionsspule (140), entspricht.
Aerosolerzeugendes System (10), umfassend eine aerosolerzeugende Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, und einen aerosolerzeugenden Artikel (20), der dazu eingerichtet ist, in der Kammer (111) der aerosolerzeugenden Vorrichtung (100) aufgenommen zu werden, wobei der aerosolerzeugende Artikel (20) ein aerosolbildendes Substrat (22) umfasst.
Aerosolerzeugendes System (10) nach Anspruch 23, umfassend ein ein hohles, röhrenförmiges Stützelement (24), ein aerosolkühlendes Element (26) und ein Filtersegment (28).
Aerosolerzeugendes System (10) nach Anspruch 23 oder 24, wobei das aerosolerzeugende System (10) ein handgeführtes aerosolerzeugendes System ist, das dazu eingerichtet ist, einem Nutzer zu ermöglichen, an einem Mundstück zu ziehen, um ein Aerosol durch eine Öffnung am Mundstückende zu ziehen.
Aerosolerzeugendes System (10) nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei das aerosolerzeugende System (10) eine Gesamtlänge von zwischen etwa 30 mm und etwa 150 mm hat.