EA023735B1 - Фасонный нагреватель для генерирующей аэрозоль системы - Google Patents

Abstract

Нагреватель (101) для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Нагреватель содержит множество продолговатых нагревательных элементов (107), расположенных в виде продолговатой конструкции. Продолговатая конструкция имеет опорный конец с первым измерением, нагревательный конец со вторым измерением и средний участок с третьим измерением. Конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля. Третье измерение больше первого измерения и больше второго измерения. Также предоставлена электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система, содержащая подобный нагреватель.

Description

(57) Нагреватель (101) для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Нагреватель содержит множество продолговатых нагревательных элементов (107), расположенных в виде продолговатой конструкции. Продолговатая конструкция имеет опорный конец с первым измерением, нагревательный конец со вторым измерением и средний участок с третьим измерением. Конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля. Третье измерение больше первого измерения и больше второго измерения. Также предоставлена электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система, содержащая подобный нагреватель.

023735 Β1

Представленное изобретение относится к нагревателю для нагревания образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно, но не исключительно, изобретение относится к электрическому нагревателю для нагревания образующего аэрозоль субстрата и к нагревателю для нагреваемой электрически генерирующей аэрозоль системы. Изобретение находит конкретное применение в качестве внутреннего нагревателя для электрически нагреваемой курительной системы для нагревания образующего аэрозоль субстрата, имеющего полость.

ЕР А-0358020 раскрывает курительное изделие, содержащее сигарету с резистивным нагревательным элементом для нагревания табачного материала в сигарете. Сигарета имеет электрический разъем для соединения с ручным контроллером многоразового использования. Ручной контроллер содержит аккумулятор и управляющую электрическую схему, которая регулирует подачу электроэнергии на резистивный нагревательный элемент в сигарете. Один из недостатков такого курительного изделия состоит в том, что нагревательный элемент не находится в прямом контакте с табачным материалом, и поэтому резистивный нагревательный элемент только опосредованно нагревает табачный материал через воздух, который втягивается сквозь нагреватель и, в свою очередь, сквозь табачный материал. Это может привести к неэффективному нагреванию табачного материала по причине непрямого процесса нагревания. Это может означать также, что изделие может стать более горячим, чем необходимо вследствие непрямого процесса нагревания.

Первый объект изобретения касается нагревателя для нагревания образующего аэрозоль субстрата, при этом нагреватель содержит множество продолговатых нагревательных элементов, расположенных в виде продолговатой конструкции, имеющей опорный конец с первым измерением, нагревательный конец со вторым измерением и средний участок с третьим измерением, при этом конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля, причем третье измерение больше первого измерения и больше второго измерения.

Нагреватель по изобретению является предпочтительным, потому что нагревательные элементы могут обеспечить эффективное нагревание субстрата вследствие контакта с субстратом. Нагревательный конец может быть вставлен в полость образующего аэрозоль субстрата, тогда как опорный конец, расположенный напротив нагревательного конца, может оставаться снаружи (или около внешней части) образующего аэрозоль субстрата. Средний участок находится между опорным концом и нагревательным концом и может контактировать с образующим аэрозоль субстратом. По причине того, что средний участок конструкции имеет наибольшее измерение (которым может быть его диаметр, если конструкция имеет круглое или почти круглое поперечное сечение), продолговатую конструкцию можно легко вставлять в полость образующего аэрозоль субстрата на нагревательном конце, обеспечивая в то же время всетаки хороший контакт с внутренней частью субстрата. Преимущество нагревателя обусловлено тем, что хороший контакт с субстратом обеспечивает оптимальное нагревание субстрата. Поскольку процесс нагревания является эффективным, можно уменьшить необходимые температуру и электроэнергию.

В дополнение, нагреватель согласно вариантам выполнения изобретения имеет преимущество в том, что любой конденсат, который образуется на внешней поверхности нагревательных элементов, будет удаляться за счет контакта с внутренней частью субстрата. Нагреватель может дополнительно иметь преимущество в том, что температура нагревательных элементов является достаточно высокой, чтобы обеспечить возможность испарения любого конденсата, который не удаляется за счет контакта с субстратом во время процесса нагревания. Продолговатая конструкция также обеспечивает надежную конфигурацию нагревателя, которая уменьшает вероятность, что нагревательные элементы сломаются.

Нагреватель может быть использован в электрически нагреваемой генерирующей аэрозоль системе. Предпочтительно нагреватель представляет собой внутренний нагреватель. Однако нагревательным устройством также может быть внешний нагреватель.

Предпочтительно множество продолговатых нагревательных элементов расположены, по существу, в виде трубчатой конструкции. Иначе говоря, конструкция может быть, по существу, трубчатой по форме. По меньшей мере одним из первого измерения, второго измерения и третьего измерения может быть диаметр конструкции. Предпочтительно первым измерением является диаметр трубчатой конструкции на опорном конце. Предпочтительно вторым измерением является диаметр трубчатой конструкции на нагревательном конце. Предпочтительно третьим измерением является диаметр конструкции в среднем участке. Диаметр конструкции может быть измерен насквозь и, по существу, перпендикулярно продольной оси симметрии конструкции. В качестве альтернативы нагревательные элементы располагаются в виде, по существу, конической конструкции. Иначе говоря, конструкция может быть, по существу, конической формы.

Предпочтительно второе измерение на нагревательном конце меньше, чем первое измерение на опорном конце. В одной предпочтительной конфигурации нагревательный конец представлен в виде точки. Это способствует легкой вставке нагревательных элементов в полость образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительно нагревательные элементы являются изогнутыми между опорным концом, средним участком и нагревательным концом. В одной предпочтительной конфигурации нагревательные элементы изогнуты друг в направлении друга с образованием точки на нагревательном конце. В этом случае продолговатая конструкция предпочтительно имеет форму носового обтекателя, а каждый нагреватель- 1 023735 ный элемент предпочтительно имеет изогнутую, эллиптическую форму.

По существу продолговатая конструкция предпочтительно имеет круглое поперечное сечение. Однако, это не обязательно должно быть так, и также возможно поперечное сечение, имеющее прямоугольную, овальную или другую форму. В этом случае измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка может содержать измерение, по существу, перпендикулярное продольной оси конструкции. Измерение может включать размах конструкции, просвет конструкции или ширину конструкции. Предпочтительно измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка включает наибольшее измерение, по существу, перпендикулярное продольной оси конструкции, которое являлось бы ограничивающим измерением при введении продолговатой конструкции в образующий аэрозоль субстрат.

В одном варианте выполнения продолговатая конструкция из нагревательных элементов продолжается от муфты на опорном конце. Муфта может быть, по существу, круглой в поперечном сечении. Однако муфта также может принимать множество других форм, например квадратную, прямоугольную, овальную или восьмиугольную. В одном варианте выполнения муфта содержит кольцо. В еще одном варианте выполнения муфта содержит кольцевой диск. Муфта может быть электропроводящей. В качестве альтернативы муфта может быть электроизоляционной.

Предпочтительно множество нагревательных элементов электрически соединены друг с другом на нагревательном конце. Предпочтительно множество нагревательных элементов механически соединены друг с другом на нагревательном конце. Множество нагревательных элементов могут быть соединены друг с другом на нагревательном конце как электрически, так и механически.

В одном варианте выполнения измерение среднего участка конструкции больше, чем внутреннее измерение полости образующего аэрозоль субстрата, так что когда множество нагревательных элементов вставляют в полость образующего аэрозоль субстрата, нагревательные элементы прижимают друг к другу таким образом, чтобы они прикладывали усилие к субстрату. Измерением среднего участка предпочтительно является диаметр среднего участка. Внутренним измерением полости предпочтительно является внутренний диаметр полости. Когда нагревательные элементы прижимают друг к другу, их предпочтительно сдавливают в направлении центральной оси симметрии нагревателя, иначе говоря, в направлении продольной оси симметрии продолговатой конструкции. Предпочтительно усилие, прикладываемое к субстрату, прикладывается в направлении от центральной оси симметрии нагревателя, иначе говоря, от продольной оси симметрии продолговатой конструкции. Данная конфигурация дополнительно оптимизирует контакт с субстратом, который увеличивает эффективность процесса нагревания.

Во множество нагревательных элементов может входить два нагревательных элемента. Если продолговатая конструкция содержит два нагревательных элемента, каждый нагревательный элемент может быть расположен на удалении от своего соседнего нагревательного элемента на угол, равный приблизительно 180°, если смотреть вдоль продольной оси нагревателя. Иначе говоря, два нагревательных элемента могут быть, по существу, расположены друг напротив друга. В этом случае измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка может представлять собой расстояние между двумя нагревательными элементами, измеренное, по существу, перпендикулярно продольной оси. В качестве альтернативы во множество нагревательных элементов может входить три нагревательных элемента. Если продолговатая конструкция содержит три нагревательных элемента, каждый нагревательный элемент может быть расположен на удалении от своего соседнего нагревательного элемента на угол, равный приблизительно 120°, если смотреть вдоль продольной оси нагревателя. В этом случае измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка может представлять собой расстояние между двумя из трех нагревательных элементов или иное измерение, измеренное, по существу, перпендикулярно продольной оси. В качестве альтернативы во множество нагревательных элементов может входить четыре нагревательных элемента. Если продолговатая конструкция содержит четыре нагревательных элемента, каждый нагревательный элемент может быть расположен на удалении от своего соседнего нагревательного элемента на угол, равный приблизительно 90°, если смотреть вдоль продольной оси нагревателя. В этом случае измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка может представлять собой расстояние между двумя из нагревательных элементов, измеренное, по существу, перпендикулярно продольной оси, предпочтительно двумя из нагревательных элементов, которые находятся друг напротив друга. Множество нагревательных элементов может содержать пять, шесть, семь или восемь нагревательных элементов. Если продолговатая конструкция содержит восемь нагревательных элементов, каждый нагревательный элемент может быть расположен на удалении от своего соседнего нагревательного элемента на угол, равный приблизительно 45°, если смотреть вдоль продольной оси нагревателя. Для любого количества нагревательных элементов измерение каждого из опорного конца, нагревательного конца и среднего участка может представлять собой расстояние между двумя, по существу, из противоположно расположенных нагревательных элементов, измеренное, по существу, перпендикулярно продольной оси конструкции.

Каждый из множества продолговатых нагревательных элементов предпочтительно содержит электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электропроводящая керамика (такая

- 2 023735 как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, металлические сплавы и композитные материалы, сделанные из керамического материала и металлического материала. Подобные композитные материалы могут включать легированную или не легированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают нержавеющую сталь, никель, кобальт, хром, алюминий-титан-цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, магний и железосодержащие сплавы, и жаропрочные сплавы на основании никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Т1те1а1® и сплавы на основании железа, магния, алюминия. В композитных материалах, электрически резистивный материал может необязательно быть внедрен, закупорен или покрыт изолирующим материалом или, наоборот, в зависимости от требующихся кинетики переноса энергия и внешних физико-химических свойств. Тппе1а1® является зарегистрированной торговой маркой Тйапшт Ме1ак Согрогайоп, 1999 Вгоаб\\ау 8ш1е 4300, Эепуег Со1огабо.

В качестве альтернативы каждый из множества продолговатых нагревательных элементов может содержать инфракрасный нагревательный элемент, источник света, или индуктивный нагревательный элемент.

Предпочтительно каждый из множества продолговатых нагревательных элементов принимает форму продолговатой лопасти.

В одном варианте выполнения множество нагревательных элементов формируют посредством плоской штамповки нагревательных элементов из единственного листа подходящего материала. Муфта также может быть образована посредством плоской штамповки из листа подходящего материала. Муфта может быть, по существу, круглой по форме. В одном варианте выполнения штампованные нагревательные элементы можно сформировать с формой паука или звезды. В этом случае нагревательные элементы затем сгибают в направлении муфты для формирования, по существу, продолговатой конструкции. В альтернативном варианте выполнения штампованные нагревательные элементы можно сформировать с формой гребня. В этом случае соединительный элемент, соединяющий зубцы гребня, затем сгибают в кольцо для формирования, по существу, продолговатой конструкции из нагревательных элементов. В еще одном варианте выполнения муфту и множество нагревательных элементов формируют по отдельности, а затем нагревательные элементы соединяют с соединительным элементом, например, посредством сварки. Опорный конец нагревательных элементов может удерживаться на своем месте муфтой посредством сварки, склеивания или прикрепления их к муфте иным образом.

Нагреватель может дополнительно содержать по меньшей мере один внешний нагревательный элемент для нагревания внешней части образующего аэрозоль субстрата. Внешний нагревательный элемент или элементы могут содержать нагревательные лопасти, выполненные с возможностью окружения субстрата. Внешний нагревательный элемент или элементы могут содержать трубку, выполненную с возможностью окружения субстрата. Внешний нагревательный элемент или элементы могут содержать дисковое (концевое) нагреватель. Если муфта предоставлена на опорном конце, имеется возможность, чтобы муфта содержала внешний нагревательный элемент. Подходящими материалами для внешнего нагревательного элемента или элементов являются те же самые материалы, которые приведены выше для нагревательных элементов.

В одном варианте выполнения нагреватель дополнительно содержит электропроводящий стержень, расположенный, по существу, в центре продолговатой конструкции из нагревательных элементов. Стержень может соединять все нагревательные элементы с первым напряжением. Каждый нагревательный элемент также может быть соединен со вторым напряжением через переключатель таким образом, что когда переключатель включен, на соответствующий нагревательный элемент подается электроэнергия. В качестве альтернативы все нагревательные элементы могут быть соединены со вторым напряжением через единственный переключатель таким образом, что когда переключатель включен, на все нагревательные элементы подается электроэнергия. В данных вариантах выполнения предпочтительно муфта на опорном конце является электропроводящей и соединена со вторым напряжением и с опорным концом нагревательных элементов.

Предпочтительно электропроводящий стержень электрически соединен со всеми нагревательными элементами на нагревательном конце, при этом стержень предпочтительно соединяет все нагревательные элементы с первым напряжением. В данном варианте выполнения стержень предпочтительно соединен с первым напряжением и соединен со всеми нагревательными элементами на нагревательном конце. Муфта предпочтительно соединена со вторым напряжением и может быть соединена со всеми нагревательными элементами на опорном конце.

Предпочтительно множество нагревательных элементов может быть соединено между первым напряжением и вторым напряжением. В данном варианте выполнения опорный конец по меньшей мере одного из нагревательных элементов является подсоединяемым к одному из первого и второго напряжений.

В одном варианте выполнения все нагревательные элементы могут быть соединены с одним из первого и второго напряжений на опорном конце, и все нагревательные элементы являются подсоединяемыми к другому из первого и второго напряжений на нагревательном конце. Иначе говоря, при соедине- 3 023735 нии ток протекает между первым напряжением на опорном конце через каждый нагревательный элемент ко второму напряжению на нагревательном конце.

В альтернативном варианте выполнения опорный конец по меньшей мере одного из нагревательных элементов является подсоединяемым к одному из первого и второго напряжений, а опорный конец по меньшей мере одного другого из нагревательных элементов является подсоединяемым к другому из первого и второго напряжений. Иначе говоря, при соединении ток протекает между первым напряжением на опорном конце некоторых из нагревательных элементов через данные нагревательные элементы к нагревательному концу, через другие нагревательные элементы от нагревательного конца ко второму напряжению на опорном конце.

В каждом варианте выполнения нагреватель может содержать переключатель для каждого нагревательного элемента, при этом каждый переключатель позволяет протекание электрического тока через соответствующий нагревательный элемент. В этом случае каждый нагревательный элемент находится под отдельным управлением. В этом случае электроэнергию можно подавать на каждый нагревательный элемент по отдельности. На какой из нагревательных элементов подавать электроэнергию будет определяться управлением переключателями. Это является преимуществом, поскольку это может обеспечивать возможность выборочного нагревания различных участков образующего аэрозоль субстрата.

В качестве альтернативы нагреватель может содержать переключатель, при этом переключатель позволяет протекание электрического тока через все нагревательные элементы. В этом случае предпочтительно, чтобы переключатель для всех нагревательных элементов находился под одним общим управлением. В этом случае переключатель либо включен, либо выключен, так что либо на все нагревательные элементы подается электроэнергия, либо электроэнергия не подается ни на один из нагревательных элементов. В качестве альтернативы переключатель может предоставить возможность протекания электрического тока через некоторые, но не все нагревательные элементы.

В одной предпочтительной конфигурации нагреватель содержит электропроводящий стержень, который электрически соединен с первым напряжением и электрически соединен со всеми нагревательными элементами на нагревательном конце. На опорном конце нагревательные элементы могут быть соединены со вторым напряжением через единственный переключатель.

В еще одной предпочтительной конфигурации нагреватель содержит электропроводящий стержень, который электрически соединен с первым напряжением и электрически соединен со всеми нагревательными элементами на нагревательном конце. На опорном конце каждый из нагревательных элементов может быть соединен со вторым напряжением через соответствующий переключатель.

В еще одной предпочтительной конфигурации некоторые из нагревательных элементов соединены с первым напряжением на опорном конце. Это можно сделать через единственный переключатель или через отдельный переключатель для каждого нагревательного элемента. Другие из нагревательных элементов соединены со вторым напряжением на опорном конце. И снова, это можно сделать через единственный переключатель или через отдельный переключатель для каждого нагревательного элемента. Нагревательные элементы соединены друг с другом на нагревательном конце.

Согласно второму объекту изобретения предлагается электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система для приема образующего аэрозоль субстрата, содержащая нагреватель согласно первому объекту изобретения.

Согласно второму объекту изобретения также предлагается электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система для приема образующего аэрозоль субстрата, содержащая нагреватель для нагревания образующего аэрозоль субстрата, причем нагреватель содержит множество продолговатых нагревательных элементов, расположенных в виде продолговатой конструкции, имеющей опорный конец с первым измерением, нагревательный конец со вторым измерением и средний участок с третьим измерением, при этом конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля, причем третье измерение больше первого измерения и больше второго измерения.

Предпочтительно электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система представляет собой электрически нагреваемую курительную систему. В предпочтительном варианте выполнения первое напряжение может быть подсоединено по меньшей мере к одному из множества нагревательных элементов; а второе напряжение может быть подсоединено по меньшей мере к другому из множества нагревательных элементов. Признаки, описанные в отношении одного объекта изобретения, могут также быть применимы к другому объекту изобретения.

В предпочтительном варианте выполнения образующий аэрозоль субстрат представляет собой трубчатый субстрат, имеющий полость для приема множества нагревательных элементов. В качестве альтернативы образующий аэрозоль субстрат может представлять собой, по существу, конический субстрат, имеющий полость для приема множества нагревательных элементов. В других вариантах выполнения образующий аэрозоль субстрат может иметь любую другую подходящую форму, которая предоставляет возможность вставки нагревательных элементов. Термин полость используется для обозначения пространства внутри образующего аэрозоль субстрата, в которое может быть вставлено нагреватель.

Образующий аэрозоль субстрат предпочтительно содержит табакосодержащий материал, имеющий в своем составе летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при

- 4 023735 нагревании. Образующий аэрозоль субстрат может содержать не табачный материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать содержащий табак материал и не содержащий табак материал. Предпочтительно образующий аэрозоль субстрат дополнительно содержит образователь аэрозоля. Примерами подходящих образователей аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.

Образующим аэрозоль субстратом предпочтительно является твердый субстрат. Твердые субстрат может содержать, например, одно или более из: порошка, гранул, пеллет, стружек, тонких трубок, стрипсов или листов, содержащих в себе одно или более из: листьев трав, листьев табака, фрагментов табачных жилок, восстановленного табака, экструдированного табака, такого как гомогенизированный табак и взорванный табак. Твердый субстрат может быть в сыпучем виде или может быть предоставлен в подходящем контейнере или картридже. Необязательно твердый субстрат может содержать в своем составе дополнительные табачные или не табачные летучие ароматические соединения, подлежащие высвобождению при нагревании субстрата.

Необязательно твердый субстрат может быть предоставлен на термостабильном носителе или внедрен в него. В предпочтительном варианте выполнения носителем является трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенный на его внутренней поверхности, или на его внешней поверхности, или как на его внутренней, так и на внешней поверхностях. Подобный трубчатый носитель может быть образован, например, из бумажного, или бумагоподобного материала, мата из нетканого углеводородного волокна, металлической сетки низкой массы с открытыми ячейками или перфорированной металлической фольги или любой другой термостабильной полимерной матрицы. В качестве альтернативы носитель может принимать вид порошка, гранул, пеллет, стружки, тонких трубок, стрипсов или листов.

Твердый субстрат может быть нанесен на поверхности носителя в виде, например, листа, пены, геля или жидкой массы. Твердый субстрат может быть нанесен на всю поверхность носителя, или в качестве альтернативы, может быть нанесен в виде рисунка для того, чтобы обеспечить неравномерную доставку ароматизирующих веществ в процессе использования.

В качестве альтернативы носителем может быть нетканый материал или жгут волокон, в который были включены табачные компоненты. Нетканый материал или жгут волокон может содержать, например, углеродные волокна, природные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

Кроме того, как известно квалифицированным специалистам в данной области, аэрозоль представляет собой суспензию твердых частиц или жидких капель в газе, таком как воздух. Аэрозоль может представлять собой суспензию твердых частиц и жидких капель в газе, таком как воздух. Воздух является смесью приблизительно 78% азота и 21% кислорода по объему. Оставшийся 1% составляют углекислый газ и другие газовые примеси.

Во время работы субстрат может быть полностью заключен внутри электрически нагреваемой генерирующей аэрозоль системы. В этом случае пользователь может затягиваться через мундштук электрически нагреваемой генерирующей аэрозоль системы. В качестве альтернативы во время работы субстрат может быть частично заключен внутри электрически нагреваемой генерирующей аэрозоль системы. В этом случае субстрат может образовывать часть отдельного изделия, а пользователь может курить непосредственно отдельное изделие. Предпочтительно субстрат образует часть отдельного курительного изделия, а пользователь может курить непосредственно курительное изделие.

Курительное изделие может иметь общую длину между приблизительно 30 и 100 мм. Курительное изделие может иметь внешний диаметр между приблизительно 5 и приблизительно 13 мм. Курительное изделие может содержать фильтрующую пробку. Фильтрующая пробка может быть расположена на выпускном конце курительного изделия. Фильтрующей пробкой может быть фильтрующая пробка из ацетатцеллюлозы. Фильтрующая пробка имеет предпочтительно приблизительно 7 мм в длину, но может иметь длину между приблизительно 5 и приблизительно 10 мм.

Предпочтительно курительным изделием является сигарета. В предпочтительном варианте выполнения курительное изделие имеет общую длину между 40 и 50 мм. Предпочтительно курительное изделие имеет общую длину, равную приблизительно 45 мм. Также предпочтительно, чтобы курительное изделие имело внешний диаметр, равный приблизительно 7,2 мм. Предпочтительно образующий аэрозоль субстрат содержит табак. Кроме того, образующий аэрозоль субстрат может иметь длину, равную приблизительно 10 мм. Однако наиболее предпочтительно, чтобы образующий аэрозоль субстрат имел длину, равную приблизительно 12 мм.

Кроме того, диаметр образующего аэрозоль субстрата может также быть между приблизительно 5 и приблизительно 12 мм.

Курительное изделие может содержать наружную бумажную обертку.

Кроме того, курительное изделие может содержать разделение между образующим аэрозоль субстратом и фильтрующей пробкой. Разделение может составлять приблизительно 18 мм, но может быть в диапазоне, составляющем от приблизительно 5 до приблизительно 25 мм.

Предпочтительно электрическая энергия подается в один или более нагревательных элементов до тех пор, пока нагревательный элемент (элементы) не достигнут температуры между приблизительно 200 и 440°С. Могут быть использованы любой подходящий температурный датчик и схема регулирования

- 5 023735 для того, чтобы регулировать нагревание нагревательного элемента для достижения температуры между приблизительно 200 и 440°С. В этом состоит отличие от общепризнанных сигарет, в которых при сгорании табака и сигаретной обертки может достигаться 800°С.

Система может дополнительно содержать датчик для обнаружения протекания воздуха, являющегося показателем того, что пользователь делает затяжку. В данном варианте выполнения предпочтительно датчик соединен таким образом, чтобы система была выполнена с возможностью подавать электроэнергию по меньшей мере на один из нагревательных элементов, когда датчик определяет, что пользователь делает затяжку. Датчик может представлять собой электромеханическое устройство. В качестве альтернативы датчик может представлять собой любое из: механического устройства, оптического устройства, оптико-механического устройства и датчика, основанного на микро электромеханических системах (ΜΕΜδ). В данном варианте выполнения предпочтительно датчик соединен с источником электроэнергии, а система выполнена с возможностью активации нагревательных элементов, или некоторых из нагревательных элементов, когда датчик определяет, что пользователь делает затяжку. В альтернативном варианте выполнения система дополнительно содержит управляемый вручную переключатель, для того, чтобы пользователь инициировал затяжку.

Предпочтительно система дополнительно содержит корпус для приема образующего аэрозоль субстрата, выполненный с возможностью сжимания пользователем. Корпус предпочтительно вмещает в себя нагреватель, источник напряжения и какие-либо другие компоненты, необходимые для системы.

Предпочтительно электрически нагреваемая курительная система дополнительно содержит источник электроэнергии для подачи электроэнергии на нагревательные элементы. Источником электроэнергии для предоставления первого и второго напряжения может быть любой подходящий источник электроэнергии, например источник напряжения постоянного тока (ИС). В одном варианте выполнения источником электроэнергии является литиево-ионный аккумулятор. В качестве альтернативы источником электроэнергии может быть никель-металл-гидридный аккумулятор или никель-кадмиевый аккумулятор, или литий-железо-фосфатный или марганцево-литиевый аккумулятор. Источник электроэнергии может содержать топливный элемент, содержащийся в электрически нагреваемой курительной системе. В качестве альтернативы источник электроэнергии может содержать конструкцию схемы, например содержащую конденсатор, который является перезаряжаемым на внешнем участке зарядки, и интерфейс для соединения с внешним источником электроэнергии.

Предпочтительно электрически нагреваемая курительная система дополнительно содержит электронную принципиальную схему, выполненную с возможностью соединения с источником электроэнергии и нагревательными элементами. В некоторых вариантах выполнения предпочтительно электронная принципиальная схема предоставляет возможность независимого регулирования нагревательных элементов. Электронная принципиальная схема может быть программируемой.

Признаки, описанные в отношении одного объекта изобретения, также могут быть применимы к другому объекту изобретения.

Изобретение будет дополнительно описано, исключительно в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 показывает множество нагревательных элементов первого варианта выполнения нагревателя, в процессе выполнения;

фиг. 2 показывает муфтовый участок первого варианта выполнения нагревателя, в процессе выполнения;

фиг. 3 показывает нагреватель фиг. 1 и 2, в выполненном виде;

фиг. 4 представляет собой электрическую принципиальную схему, показывающую электрические соединения нагревателя фиг. 3 с общим регулированием нагревательных элементов;

фиг. 5 представляет собой электрическую принципиальную схему, показывающую электрические соединения нагревателя фиг. 3 с регулированием отдельных нагревательных элементов;

фиг. 6 показывает схематичный разрез курительного изделия для использования с вариантами выполнения изобретения, при этом курительное изделие содержит трубчатый мат образующего аэрозоль субстрата;

фиг. 7 показывает нагреватель фиг. 3, вставленное в трубчатый мат табака;

фиг. 8 показывает нагреватель, аналогичный нагревателю фиг. 3, готовое для использования с трубчатым матом табака в курительном изделии;

фиг. 9 и 10 показывают альтернативные способы выполнения нагревателя фиг. 3;

фиг. 11 показывает второй вариант выполнения нагревателя согласно изобретению;

фиг. 12 представляет собой электрическую принципиальную схему, показывающую электрические соединения нагревателя фиг. 11; и фиг. 13 показывает нагреватель, аналогичный нагревателю фиг. 11, готовый для использования с трубчатым матом табака в курительном изделии.

Фиг. 1-5, 7 и 8 показывают первый вариант выполнения нагревателя изобретения. Со ссылкой отдельно на фиг. 1, 2 и 3, нагреватель 101 содержит электропроводящий стержень в виде общего стержня 103, кольцевую муфту 105 и множество нагревательных элементов 107. Собранный нагреватель 101 име- 6 023735 ет муфтовый конец А, нагревательный конец В и средний участок С. Фиг. 1 показывает нагревательные элементы 107 перед итоговой сборкой, после того, как они были образованы посредством плоской штамповки из листа подходящего материала. Фиг. 2 показывает муфтовый участок, содержащий кольцевую муфту 105 и общий стержень 103, перед итоговой сборкой. Кольцевая муфта 105 может быть из электроизоляционного материала, который действует в качестве опоры для сохранения положения нагревательных элементов в форме, показанной на фиг. 3. Кольцевая муфта 105 может также удерживать общий стержень 103 в центральном, по существу, положении на муфте. В вариантах выполнения, которые имеют общее регулирование нагревательных элементов (описано ниже в отношении фиг. 4), муфта может быть электропроводящей, так что когда нагревательные элементы соединены с муфтой, между нагревательными элементами и муфтой создается электрическое соединение.

Общий стержень 103 образован отдельно от нагревательных элементов 107 и муфты 105. В данном варианте выполнения после плоской штамповки, нагревательные элементы 107 сгибают внутрь относительно нагревательного конца В. Общий стержень 103 вставляют в центральное отверстие кольцевой муфты 105, но между общим стержнем 103 и муфтой 105 может иметься не прямое электрическое соединение. На муфтовом конце А, нагревательные элементы 107 соединены с внешней частью кольцевой муфты 05. На нагревательном конце В, нагревательные элементы 107 электрически и физически соединены с общим стержнем 103. Данная сборка образует структуру, по существу, с продолговатой конструкцией по фиг. 3.

Со ссылкой особенно на фиг. 3, которая представляет вид сбоку собранного нагревателя, нагревательные элементы 107 собранного нагревателя образуют, по существу, продолговатую конструкцию, имеющую муфтовый конец А с круглым поперечным сечением, остроконечный нагревательный конец В и средний участок С с круглым поперечным сечением. Диаметр среднего участка С обозначен £ на фиг. 3. Нагреватель может упоминаться как внутренний нагреватель. Конкретная изогнутая форма нагревательных элементов 107 будет обсуждаться дополнительно ниже. Как показано на фиг. 3, общий стержень 103 соединен с первым напряжением, показанным как ν+, а муфта 105 соединена со вторым напряжением, показанным как V-. Для ясности на фиг. 3 показаны только четыре из восьми нагревательных элементов 107.

Предпочтительно, когда не используется, диаметр £ нагревателя в среднем участке С, иначе говоря, приблизительное расстояние между расположенными напротив нагревательными элементами в среднем участке находится между приблизительно 5 и 13 мм. Когда нагреватель сдавлен, диаметр £ среднего участка С может быть больше, чем диаметр муфтового конца А приблизительно на 0,5 мм или 1 мм. Предпочтительно разделение нагревательных элементов на среднем участке С, иначе говоря, расстояние между соседними нагревательными элементами, когда нагреватель сдавлен, может быть между 1 и 4 мм. Более предпочтительно разделение нагревательных элементов на среднем участке С, когда нагреватель сдавлен, может быть между 1,25 и 3,25 мм.

В одном варианте выполнения каждый из нагревательных элементов на муфтовом конце А электрически соединены друг с другом, а затем с единственным переключателем. Это показано в принципиальной схеме на фиг. 4 и называется общим регулированием. Со ссылкой на фиг. 4 общий стержень 103 соединен с первым напряжением ν+. Нагревательные элементы 107 соединены с первым напряжением и соединены параллельно, чтобы каждый обеспечивал перепад напряжения до более низкого напряжения. Нагревательные элементы соединены друг с другом с более низким напряжением, а затем с единственным переключателем 109. Переключатель 109, в свою очередь, электрически соединен со вторым напряжением V- на муфте 105. В данной конфигурации единственный переключатель 109 регулирует, проходит ли электрический ток через все нагревательные элементы 107. Переключатель 109, показанный на фиг. 4, является механическим переключателем, но в качестве альтернативы может быть транзистором, таким как полевой транзистор (РЕТ), биполярный транзистор, МО8РЕТ, или относиться к другому типу переключателя.

Во время работы, когда переключатель 109 замкнут, электрический ток протекает, как обозначено пунктирными линиями на фиг. 3 и стрелками на фиг. 4. Все нагревательные элементы 107 нагреваются посредством эффекта нагрева джоулевой теплотой. Конечно, протекание тока может происходить в противоположном направлении. В этом случае общий стержень 103, который проходит через центр нагревателя, соединен с напряжением V-, а концы муфты нагревательных элементов соединены с напряжением ν+. Иначе говоря, для протекания электрического тока достаточно, чтобы имелась разность потенциалов между муфтовым концом общего стержня и муфтовым концом нагревательных элементов. Как уже упоминалось, данный режим работы, в котором единственный переключатель регулирует протекание тока через все нагревательные элементы 107, называется общим регулированием.

В еще одном варианте выполнения возможно индивидуальное регулирование каждого из нагревательных элементов 107. Принципиальная схема для данного варианта выполнения показана на фиг. 5 и называется индивидуальное регулирование. Со ссылкой на фиг. 5 общий стержень 103, как и на фиг. 4, соединен с первым напряжением ν+. Общий стержень 103 электрически и механически соединен со всеми нагревательными элементами на нагревательном конце В нагревателя. Таким образом, нагревательные элементы 107 соединены с первым напряжением. Нагревательные элементы 107 соединены параллельно, чтобы каждый предоставлял перепад напряжения до более низкого напряжения. При более

- 7 023735 низком напряжении, каждый из нагревательных элементов 107 соединен с непроводящей частью муфты посредством сварки или склеивания или скрепления их иным образом на отдельной стадии производственного процесса. Непроводящая муфта может быть штампована из листового изолирующего материала, как описано ранее. На муфтовом конце А каждый нагревательный элемент 107 соединен через переключатель 109 со вторым напряжением, показанным как V- на муфте 105. Переключатели 109, показанные на фиг. 5, являются механическими переключателями, но также могут быть транзисторами, такими как полевые транзисторы (РЕТ), биполярные транзисторы, ΜΘ8ΕΕΤ, или относиться к другому типу переключателя.

Во время работы, когда один или более переключателей 109 замкнуты, ток проходит через соответствующие резистивные нагревательные элементы 107 в результате перепада напряжения между первым напряжением ν+ и вторым напряжением V- общего стержня. Как показано стрелками на фиг. 5, электрический ток протекает от ν+ к V-. По мере протекания тока температура нагревательных элементов 107, соответствующий переключатель которых был замкнут, повышается, нагревая посредством этого образующий аэрозоль субстрат. Конечно, как и на фиг. 4, протекание тока может происходить в противоположном направлении. Как обсуждается дополнительно ниже, температура общего стержня 103 повышается, но предпочтительно значительно меньше, чем температура нагревательных элементов 107.

Нагревательные элементы 107 образованы из электрически резистивного листового материала, например из никельхромового, из алюминида железа, вольфрамового сплава или любого другого электрически резистивного, высококачественного металлического сплава. Общий стержень, как правило, образован из электропроводящего материала, такого как медь. Общий стержень, по существу, не принимает участие в нагревании субстрата. Как правило, он имеет сопротивление, составляющее приблизительно от 5 до 10% от общего сопротивления нагревательных элементов. Предпочтительно общий стержень имеет такой размер, чтобы он не становился теплоотводом и не рассеивал тепло от нагревательных элементов. Муфта 105 может быть образована из электропроводящего материала, такого как медь. В качестве альтернативы муфта может быть образована из электроизоляционного материала, такого как пластмасса или керамика. В данном случае, после того, как нагревательные элементы на опорном конце были механически соединены с муфтой посредством склеивания, сварки или скрепления их иным образом, между каждым из нагревательных элементов на опорном конце и переключателем создается электрическое соединение для регулирования протекания тока в нагревательных элементах.

Переключатели 109 на фиг. 4 и 5 могут быть образованы с помощью ряда способов. Во-первых, провод может быть припаян к одному концу, обозначенному V-, электропроводящей муфты, наряду с припаиванием второго провода к общему стержню, обозначенному V+ на фиг. 3. В данном варианте выполнения муфта и множество нагревательных элементов электрически соединены друг с другом.

Переключатель 109 может быть предоставлен на отдельной пластине с печатным монтажом на удалении от нагревательного элемента. Переключателем предпочтительно является полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (ΜΘ8ΕΕΤ), а провода электрически соединены с источником электроэнергии через переключатель.

В качестве альтернативы после плоской штамповки нагревательного элемента, как описано ранее, может быть изготовлена отдельная пластина с печатным монтажом приблизительно по форме муфты 105, содержащая переключатели, такие как ΜΘδΕΕΤδ, и электрическую принципиальную схему фиг. 4. Затем между пластиной с печатным монтажом, установленной на муфте, и нагревательными элементами и общим стержнем создают подходящие электрические соединения с образованием электрической схемы фиг. 4.

На фиг. 1, 3, 4 и 5 показаны восемь нагревательных элементов 107. Однако возможно любое подходящее количество нагревательных элементов. Например, может иметься между 5 и 15 нагревательными элементами. Более предпочтительно может иметься 10, 11 или 12 нагревательных элементов. Также внешние нагревательные элементы могут быть предоставлены в дополнение к нагревательным элементам 107. Это будет описано дополнительно в отношении фиг. 8 и 13.

Фиг. 6 показывает курительное изделие 601 для использования с электрически нагреваемой курительной системой согласно вариантам выполнения изобретения. Курительное изделие 601 имеет продолговатую цилиндрическую форму и содержит образующий аэрозоль субстрат 115 и фильтрующую пробку 611, расположенные последовательно и с выравниванием по общей оси. На компоненты 115 и 611 наложена наружная бумажная обертка 615. Образующий аэрозоль субстрат 115 является, по существу, трубчатым. Длина трубки может быть, по существу, параллельна длине курительного изделия. Кроме того, длина трубки может быть, по существу, параллельна направлению воздушного потока (не показан) в электрически нагреваемой курительной системе, когда пользователь затягивается курительным изделием. Окружность трубки может быть, по существу, перпендикулярна длине, а внутренний диаметр трубки составляет й.

Фиг. 7 показывает нагреватель фиг. 3, вставленный в трубчатый мат табака 115, наподобие трубчатого мата на фиг. 6. В нагревательном устройстве фиг. 3 нагревательные элементы образуют, по существу, конструкцию с пулеобразной формой, которая сужается к кончику на нагревательном конце В. На фиг. 3 диаметр конструкции на среднем участке С, обозначенном £ на фиг. 3, больше, чем диаметр конст- 8 023735 рукции на кончике (нагревательном конце В) и на опорном конце А.

Со ссылкой на фиг. 7 общий стержень 103, который проходит через центр нагревателя и соединен с первым напряжением У+, обеспечивает общее соединение для каждого из нагревательных элементов 107. На нагревательном конце В общий стержень 103 электрически и физически соединен с каждым нагревательным элементом 107. Каждый нагревательный элемент представляет собой резистор, который нагревается, когда через него проходит ток, нагревая посредством этого субстрат. Фиг. 7 показывает нагреватель, показанный на фиг. 3, вставленное в трубчатый мат, когда внутренний диаметр й трубчатого мата меньше, чем диаметр ί нагревателя на среднем участке С. Действие вставки нагревателя в мат является причиной поджимания нагревательных элементов 107 внутрь в направлении общего стержня 103. Для того чтобы облегчить данное движение, нагревательные элементы деформируются, как показано на фиг. 7. Данное движение нагревательных элементов называется механическое сочленение. Оно вводит более большую часть нагревательного элемента в контакт с трубчатым матом, чем происходило бы в случае, если бы диаметр нагревателя ί на среднем участке С на фиг. 3 был таким же или меньше, чем внутренний диаметр трубчатого мата й, показанного на фиг. 6 и 7. В дополнение, это обеспечивает хороший контакт между нагревательным элементом и трубчатым матом.

Когда нагревательный элемент вставляют в трубчатый мат, форма нагревательного элемента изменяется, по существу, от формы пули с диаметром на среднем участке С, большим, чем диаметр на каждом из двух концов А, В, по существу, к трубчатой форме, в которой стороны нагревателя, по существу, параллельны трубчатому мату. Кроме того, когда нагреватель является, по существу, трубчатым по форме, диаметр нагревателя, по существу, является постоянным вдоль длины нагревателя. Кроме того, форма кончика нагревателя В также трансформируется из остроконечной формы, которая показана на фиг. 3, в более округлую форму, которая показана на фиг. 7.

Фиг. 8 показывает нагреватель, аналогичный нагревателю фиг. 3, готовый для использования с трубчатым матом табака в курительном изделии. Нагреватель показан в поперечном сечении с левой стороны фиг. 8. Нагреватель содержит общий стержень 103, нагревательные элементы 107 и муфту 105, которые описаны ранее, и дополнительно содержит, по существу, трубчатый каркас 113. Трубчатый каркас может содержать один или более внешних нагревательных элементов на своей внутренней поверхности, хотя это не показано на фиг. 8. Образующий аэрозоль субстрат 115 схематично показан с правой стороны фиг. 8. Предпочтительно образующий аэрозоль субстрат представляет собой, по существу, трубчатый мат табака. Нагреватель вставляют в трубчатый мат на нагревательном конце В таким образом, чтобы конструкция из нагревательных элементов 107 была расположена внутри трубчатого мата, а каркас 113 был расположен снаружи трубчатого мата. Внутренний диаметр й трубчатого мата предпочтительно сравним или слегка меньше, чем диаметр ί среднего участка С продолговатой конструкции. Таким образом, когда продолговатую конструкцию вставляют в трубчатый мат, может иметься направленное наружу усилие, прикладываемое на трубчатый мат изогнутыми нагревательными элементами. Это обеспечивает плотную посадку, так чтобы конструкция находилась в рабочем положении, и хороший контакт между нагревательными элементами и субстратом, как описано в отношении фиг. 7. Внешний диаметр е трубчатого мата предпочтительно сравним или слегка меньше, чем внутренний диаметр д каркаса 113. Это также обеспечивает плотную посадку. Также это делает максимальной эффективность нагревания, если внешние нагревательные элементы предоставлены на внутренней поверхности каркаса 113.

Фиг. 9 и 10 показывают альтернативные способы выполнения нагревателя варианта выполнения изобретения. На фиг. как 9, так и 10 перед итоговой сборкой нагреватель 201 содержит соединительный элемент 206 и множество нагревательных элементов 207.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 9, нагревательные элементы 207 образованы посредством плоской штамповки из единственного листа подходящего материала с использованием соответствующим образом сформованного штампа. Нагревательные элементы штампуют с образованием ряда, по существу, параллельных ветвей. Все ветви электрически и механически соединены друг с другом посредством, по существу, прямого соединительного элемента 206. Соединительная деталь может быть, по существу, перпендикулярна ветвям.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 10, нагревательные элементы 207 формируют по отдельности, и каждый нагревательный элемент 207 затем сваривают точечной сваркой в месте сварки 203 с соединительным элементом 206.

Либо на фиг. 9, либо на фиг. 10 после формирования соединительный элемент 206 изгибают, как показано стрелками на фиг. 9 и 10, для образования кольца. Кольцо имеет нагревательные элементы 207, расположенные приблизительно под углом 90° от соединительного элемента 206. Два конца соединительного элемента могут быть соединены вместе посредством сварки или склеивания или с использованием любого другого подходящего способа соединения. Будучи изогнутым или сформированным таким образом, соединительный элемент 206 предпочтительно является, по существу, круглым по форме. Затем нагревательные элементы 207 формуют с формой, показанной на фиг. 3, и механически прикрепляют к муфте 105 (наподобие муфты, показанной на фиг. 2) с использованием сварки, склеивания или любого другого способа соединения. И снова, муфта может быть электроизоляционной в случае раздельного ре- 9 023735 гулирования нагревательных элементов, но может быть электропроводящей в случае общего регулирования нагревательных элементов. Муфта также служит в качестве механической опоры для нагревательных элементов 207. В дополнение, в части муфты могут быть образованы прорези посредством резки лазером или с использованием пилы, и нагревательные элементы могут быть вставлены в прорези и зафиксированы на своем месте с использованием клея, сварки, привинчивания или загибания нагревательных элементов. Переключатели 109 (не показаны на фиг. 9 и 10) могут быть образованы, как описано ранее. На фиг. 9 и 10 муфтовый конец обозначен А, нагревательный конец обозначен В, а средний участок обозначен С. Общий стержень может быть прикреплен к нагревателю, как описано ранее со ссылкой на фиг. 1-3.

Фиг. 11, 12 и 13 показывают второй вариант выполнения нагревателя изобретения. Фиг. 11 показывает вид сбоку собранного нагревателя и содержит электрическую принципиальную схему, показывающую электрические соединения нагревателя. Фиг. 12 представляет собой электрическую принципиальную схему, показывающую электрические соединения нагревателя фиг. 11. Фиг. 13 показывает нагреватель, аналогичный нагревателю, показанному на фиг. 11, готовый для использования с трубчатым матом табака в курительном изделии. В отличие от варианта выполнения фиг. 1-5, 7 и 8, общий стержень отсутствует; вместо него используется электрическая разветвленная система. Нагреватель фиг. 11 может быть изготовлено с использованием способа, показанного на фиг. 1 и 2 или фиг. 9 или фиг. 10.

Фиг. 11 показывает вид сбоку собранного нагревателя. Для ясности на фиг. 11 показаны только шесть нагревательных элементов 207. Нагревательные элементы 207 собранного нагревателя образуют, по существу, продолговатую конструкцию, имеющую муфтовый конец А с круглым поперечным сечением, остроконечный нагревательный конец В и средний участок С с круглым поперечным сечением. Конкретная изогнутая форма нагревательных элементов 207 дополнительно будет обсуждаться ниже. Как показано на фиг. 11 и 12, некоторые из отдельных нагревательных элементов соединены на муфтовом конце А с первым напряжением, показанным как У+, а некоторые соединены на муфтовом конце А со вторым напряжением, показанным как V-. Все нагревательные элементы электрически и механически соединены друг с другом на нагревательном конце В нагревателя. Электрическая принципиальная схема, провода и переключатели предоставлены, как описано ранее для образования принципиальной схемы, показанной на фиг. 11 и 12. Пунктирные линии на фиг. 11 показывают, как электрический ток протекает в нагревательных элементах 207, когда замкнуты соответствующие переключатели.

Со ссылкой на фиг. 12, как описано ранее, некоторые из нагревательных элементов на муфтовом конце А соединены с первым напряжением V+ посредством переключателей 210, при этом переключатель 210 предоставлен для каждого нагревательного элемента. Соединение 205 с первым напряжением V+ предоставлено в пределах принципиальной схемы нагревателя. Другие нагревательные элементы на муфтовом конце А соединены со вторым напряжением V- посредством переключателей 209, при этом переключатель 209 предоставлен для каждого нагревательного элемента. Соединение 211 со вторым напряжением V- предоставлено в пределах принципиальной схемы нагревателя. Каждый нагревательный элемент 207 представляет собой резистор, который нагревается, когда через него проходит ток, нагревая посредством этого субстрат. На фиг. 12 показаны четыре нагревательных элемента, которые могут быть соединены с первым напряжением, и показаны четыре нагревательных элемента, которые могут быть соединены со вторым напряжением. Однако между двумя напряжениями возможно любое распределение при условии, чтобы по меньшей мере один нагревательный элемент мог быть соединен с первым напряжением, и по меньшей мере один нагревательный элемент мог быть соединен со вторым напряжением. На фиг. 11 стрелки показывают направление протекания электрического тока, когда соответствующие переключатели замкнуты. Переключатели 209, 210 на фиг. 12 показаны в виде механических переключателей, но они легко могли бы быть транзисторами, такими как полевые транзисторы, РЕТ, биполярные транзисторы или другой тип переключателя.

В варианте выполнения фиг. 11 и 12, каждый из переключателей 209, 210 предпочтительно регулируется по отдельности. Это предоставляет возможность выборочной подачи напряжения на каждый нагревательный элемент. Это обеспечивает способ нагревания различных участков генерирующего аэрозоль субстрата. Кроме того, это предоставляет возможность последовательного нагревания различных участков субстрата. Однако при необходимости все переключатели 209 могут быть заменены единственным переключателем. Все переключатели 210 при необходимости могут быть заменены единственным переключателем.

Во время работы, когда по меньшей мере один переключатель 209 замкнут и по меньшей мере один переключатель 210 замкнут, между первым и вторым напряжениями образовано соединение, а ток проходит через соответствующие нагревательные элементы 207. Температура нагревательных элементов 207 увеличивается, нагревая посредством этого образующий аэрозоль субстрат. Конкретные нагревательные элементы, на которые должна подаваться энергия, выбирают посредством переключения соответствующих переключателей 209, 210. Когда переключатели не соединены, перепад напряжения не предоставляется, так что напряжение не подается ни на один из нагревательных элементов 207.

Нагревательные элементы 207 образованы из одного или более электрически резистивных листов материала, например из никельхромового, из алюминида железа, вольфрамового сплава или любого дру- 10 023735 гого электрически резистивного, высококачественного металлического сплава, как уже описано. Муфта может быть образована из отдельного не электропроводящего материала, который описан ранее.

В вариантах выполнения, показанных на фиг. 7, 8, 9, 10, 11 и 12, показаны восемь нагревательных элементов 207. Однако возможно любое подходящее количество нагревательных элементов. Например, может иметься между 5 и 15 нагревательных элементов. Более предпочтительно может иметься 10, 11 или 12 нагревательных элементов. Также внешние нагревательные элементы могут быть предоставлены в дополнение к нагревательным элементам 207.

Фиг. 13 показывает нагреватель, аналогичный нагревателю фиг. 11, готовый для использования с трубчатым матом табака в курительном изделии. Для ясности показаны только шесть нагревательных элементов. Нагреватель показан в поперечном сечении с левой стороны фиг. 13. Нагреватель содержит нагревательные элементы 207 и муфту 205, как описано ранее, и дополнительно содержит, по существу, трубчатый каркас 213. Трубчатый каркас может содержать один или более внешних нагревательных элементов на своей внутренней поверхности, хотя на фиг. 13 это не показано. Образующий аэрозоль субстрат 115 показан схематично с правой стороны фиг. 13. Предпочтительно образующим аэрозоль субстратом является, по существу, трубчатый мат табака. Нагреватель вставляют в трубчатый мат на нагревательном конце В таким образом, чтобы конструкция из нагревательных элементов 207 была расположена внутри трубчатого мата, а каркас 213 был расположен снаружи трубчатого мата. Внутренний диаметр ά трубчатого мата предпочтительно сравним или слегка меньше, чем диаметр ί среднего участка С продолговатой конструкции. Таким образом, когда продолговатую конструкцию вставляют в трубчатый мат, может иметься направленное наружу усилие, прикладываемое на трубчатый мат изогнутыми нагревательными элементами. Это обеспечивает плотную посадку так, чтобы конструкция оставалась в рабочем положении и с хорошим контактом между нагревательными элементами и субстратом, как описано ранее. Как описано ранее, это известно как механическое соединение. Внешний диаметр е трубчатого мата предпочтительно сравним или слегка меньше, чем внутренний диаметр д каркаса 213. Это также обеспечивает плотную посадку. Также это делает максимальной эффективность нагревания, если внешние нагревательные элементы предоставлены на внутренней поверхности каркаса 213.

Необходимо заметить, что многие из признаков вариантов выполнения, описанных выше, являются взаимозаменяемыми.

Во время работы нагревательные элементы нагревательных устройств, как правило, достигают температуры меньше чем 500°С. Более предпочтительно достигаемая температура находится между приблизительно 300 и приблизительно 500°С. Даже более предпочтительно достигаемая температура составляет приблизительно 250°С.

Нагревательные устройства, показанные на чертежах, могут являться внутренними нагревательными устройствами. Термин внутренний нагреватель относится к нагревателю, в котором нагревательные элементы выполнены с возможностью быть внутри или в пределах образующего аэрозоль субстрата в процессе использования. Таким образом, любой конденсат, который образуется на нагревательных элементах в процесс нагревания испаряется или удаляется за счет контакта с субстратом. В частности, он отличается от внешнего нагревательного элемента, в котором внешняя поверхность каждого нагревательного элемента может легко стать грязной, поскольку она никогда не находится в контакте с субстратом для удаления конденсата. В описанных вариантах выполнения, которые содержат общий стержень 103, некоторое самонагревание общего стержня 103 является допустимым по причине того, что тепло будет предотвращать образование конденсата на поверхности общего стержня и даже на внутренних поверхностях нагревательных элементов.

В качестве альтернативы нагревательным устройством может быть внешний нагреватель. Термин внешний нагреватель относится к нагревателю, который по меньшей мере частично окружает образующий аэрозоль субстрат.

В дополнение, по причине того, что нагревательным устройством может быть внутренний нагреватель, процесс нагревания может быть более эффективным. Таким образом, может потребоваться меньше энергии, при этом может быть минимизировано время между затяжкой пользователя и генерируемым аэрозолем. Это происходит потому, что нагревательные элементы находятся внутри образующего аэрозоль субстрата во время работы, так что большая часть тепла используется для нагревания субстрата и только небольшое количество тепла рассеивается. В дополнение, в отличие от внешних нагревательных элементов, имеется контакт только с самим субстратом, а не с внешней бумажной гильзой, например. Это увеличивает эффективность, а также уменьшает вероятность высвобождения нежелательных запахов.

Нагревательные устройства, показанные на чертежах, оптимизированы для использования с образующим аэрозоль субстратом, имеющим, по существу, коническую или трубчатую форму. Например, субстрат может содержать имеющий коническую или трубчатую форму мат табачного материала, который образует полость для приема нагревательных элементов. Предпочтительно размеры нагревателя и субстрата подобраны таким образом, чтобы нагревательные элементы необходимо было слегка сдавливать внутрь для того, чтобы вставить их в трубчатый или конический субстрат. Результатом этого является направленное наружу усилие, прикладываемый нагревательными элементами на внутреннюю стен- 11 023735 ку субстрата, что обеспечивает хороший контакт с субстратом. Это может также способствовать удерживанию нагревательных элементов на своем месте в субстрате. Трубчатый субстрат может быть образован в виде штранга курительного материала, например в виде сигареты.

На фиг. 3, 7, 8, 11 и 13, нагревательные элементы показаны с эллиптической формой, иначе говоря, выгнутыми наружу вдоль своей длины. Нагреватель имеет первое измерение на опорном или муфтовом конце (обозначенном А), второе измерение на нагревательном конце (обозначенном В) и третье измерение на среднем участке (обозначенном С). (По причине того, что нагреватель на чертежах имеет, по существу, круглое поперечное сечение, данными измерениями являются диаметры). Это означает, что наибольший диаметр собранного нагревателя находится на среднем участке, вокруг центра нагревательных элементов. Это обеспечивает хороший контакт с субстратом. Также предпочтительно диаметр на нагревательном конце В меньше, чем диаметр на опорном конце А, что облегчает вставку собранного нагревателя в трубчатый субстрат. Предпочтительно нагревательные элементы обладают прочностью, которая предоставляет возможность введения их в субстрат, и гибкостью, которая позволяет им заполнить полость, образованную субстратом, и сохранять контакт с субстратом.

Claims (14)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Нагреватель (101) для нагревания образующего аэрозоль субстрата, содержащий множество продолговатых нагревательных элементов (107), расположенных в виде вытянутой объемной конструкции, имеющей опорный конец с первым сечением, нагревательный конец со вторым сечением и средний участок с третьим сечением, при этом указанная конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля, причем площадь третьего сечения больше площади первого сечения и больше площади второго сечения.
2. 2. Нагреватель по п.1, в котором указанные продолговатые нагревательные элементы расположены в виде конструкции, имеющей, по существу, трубчатую форму.
3. 3. Нагреватель по п.1 или 2, в котором по меньшей мере одно из первого сечения, второго сечения и третьего сечения имеет круглую или эллиптическую форму.
4. 4. Нагреватель по любому предшествующему пункту, в котором указанные нагревательные элементы соединены электрически или соединены механически или соединены как механически, так и электрически друг с другом на нагревательном конце.
5. 5. Нагреватель по любому предшествующему пункту, в котором площадь сечения среднего участка конструкции больше площади сечения полости образующего аэрозоль субстрата, так что, когда указанные нагревательные элементы вставлены в полость образующего аэрозоль субстрата, нагревательные элементы прижимаются друг к другу так, чтобы прикладывать усилие к субстрату.
6. 6. Нагреватель по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащий по меньшей мере один внешний нагревательный элемент для нагревания внешней части образующего аэрозоль субстрата.
7. 7. Нагреватель по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащий электропроводящий стержень, расположенный, по существу, в центре указанной конструкции из нагревательных элементов.
8. 8. Нагреватель по любому предшествующему пункту, в котором указанные нагревательные элементы могут быть подсоединены между первым напряжением и вторым напряжением.
9. 9. Нагреватель по п.8, в котором все нагревательные элементы являются подсоединяемыми к одному из первого и второго напряжений на опорном конце и все нагревательные элементы являются подсоединяемыми к другому из первого и второго напряжений на нагревательном конце.
10. 10. Нагреватель по п.8, в котором опорный конец по меньшей мере одного из нагревательных элементов является подсоединяемым к одному из первого и второго напряжений, а опорный конец по меньшей мере одного другого из нагревательных элементов является подсоединяемым к другому из первого и второго напряжений.
11. 11. Нагреватель по любому из пп.8-10, дополнительно содержащий переключатель для каждого нагревательного элемента, при этом каждый переключатель позволяет протекание электрического тока через соответствующий нагревательный элемент.
12. 12. Нагреватель по любому из пп.8-10, дополнительно содержащий переключатель, при этом переключатель позволяет протекание электрического тока через все нагревательные элементы.
13. 13. Электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система для приема образующего аэрозоль субстрата, содержащая нагреватель по любому предшествующему пункту.
14. 14. Электрически нагреваемая генерирующая аэрозоль система для приема образующего аэрозоль субстрата, содержащая нагреватель (101) для нагревания образующего аэрозоль субстрата, содержащий множество продолговатых нагревательных элементов (107), расположенных в виде вытянутой объемной конструкции, имеющей опорный конец с первым сечением, нагревательный конец со вторым сечением и средний участок с третьим сечением, при этом указанная конструкция выполнена с возможностью нагревания субстрата для образования аэрозоля, причем площадь третьего сечения больше площади первого сечения и больше площади второго сечения.