EA043343B1

EA043343B1 - DEVICE GENERATING STEAM

Info

Publication number: EA043343B1
Application number: EA202192633
Authority: EA
Inventors: Марк Гилл
Original assignee: ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ СА
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2023-05-16

Description

Изобретение относится к узлу индукционного нагрева для устройства, генерирующего пар. Устройства, в которых происходит нагрев, а не сгорание, вещества для образования вдыхаемого пара, стали популярными у потребителей в последние годы.The invention relates to an induction heating unit for a steam generating device. Devices that heat, rather than burn, substances to create inhalable vapor have become popular among consumers in recent years.

В таких устройствах может использоваться один из ряда различных подходов для подвода тепла к веществу. Один такой подход заключается в устройстве, генерирующем пар, в котором используется система индукционного нагрева. В таком устройстве индукционная катушка (далее также называемая индуктором) предусмотрена с устройством, и токоприемник предусмотрен с веществом для генерирования пара. Электроэнергия подается на индуктор, когда пользователь активирует устройство, которое, в свою очередь, создает электромагнитное поле. Токоприемник сцепляется с полем и генерирует тепло, которое передается веществу, и по мере нагревания вещества образуется пар.Such devices may use one of a number of different approaches to apply heat to the substance. One such approach is a steam generating device that uses an induction heating system. In such a device, an induction coil (hereinafter also called an inductor) is provided with the device, and a current collector is provided with a substance for generating steam. Electricity is supplied to the inductor when the user activates the device, which in turn creates an electromagnetic field. The current collector engages with the field and generates heat, which is transferred to the substance, and as the substance is heated, steam is formed.

Такой подход имеет определенный потенциал для обеспечения лучшего контроля за нагревом, и, следовательно, за генерированием пара. Однако на практике такой подход может привести к получению относительно громоздкого устройства с большим количеством компонентов. Это может сделать его дорогим для изготовления и неудобным для пользователей, которые рассчитывают на простое и компактное устройство.This approach has some potential to provide better control of heat, and therefore steam generation. However, in practice, this approach can lead to a relatively bulky device with a large number of components. This can make it expensive to manufacture and inconvenient for users who expect a simple, compact device.

Пользователи ожидают, что такое устройство будет перезаряжаемым, таким образом, желательно предоставить безопасную и надежную систему для перезарядки устройства, генерирующего пар. Однако установка такой системы перезарядки вместе с перезаряжаемым источником питания может привести к еще большему количеству компонентов в громоздком и тяжелом устройстве.Users expect such a device to be rechargeable, so it is desirable to provide a safe and reliable system for recharging the vapor generating device. However, installing such a recharging system along with a rechargeable power supply can result in even more components in a bulky and heavy device.

Настоящее изобретение стремится нивелировать по меньшей мере некоторые из вышеуказанных проблем.The present invention seeks to overcome at least some of the above problems.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается узел индукционного нагрева для устройства, генерирующего пар, причем узел нагрева содержит перезаряжаемый источник питания и индукционную катушку; при этом индукционная катушка выполнена с возможностью нагрева, при использовании, токоприемника, а также выполнена с возможностью приема, при использовании, электромагнитного поля, генерируемого внешним источником, для зарядки источника питания.According to a first aspect of the present invention, there is provided an induction heating unit for a steam generating device, the heating unit including a rechargeable power supply and an induction coil; wherein the induction coil is configured to heat, when in use, the current collector, and is also configured to receive, when in use, an electromagnetic field generated by an external source for charging the power source.

Использование индукционной катушки как для излучения, так и для приема электромагнитного поля, позволяет надежно обеспечить индукционный нагрев и индукционную зарядку от одного и того же элемента в устройстве, генерирующем пар. Это приводит к уменьшенному количеству компонентов, что улучшает размеры, вес, себестоимость и безопасность устройства.By using an induction coil to both emit and receive an electromagnetic field, induction heating and induction charging can be reliably provided from the same element in a steam generating device. This results in a reduced number of components, which improves the size, weight, cost and safety of the device.

Токоприемник может содержать одно или несколько, но без ограничения, из алюминия, железа, никеля, нержавеющей стали и их сплавов (например, нихрома). При применении электромагнитного поля вблизи него токоприемник может генерировать тепло благодаря вихревым токам и потерям на магнитный гистерезис, приводящим к преобразованию энергии из электромагнитной в тепловую.The pantograph may contain one or more, but not limited to, aluminum, iron, nickel, stainless steel, and their alloys (eg, nichrome). When an electromagnetic field is applied near it, the pantograph can generate heat due to eddy currents and magnetic hysteresis losses, leading to the conversion of energy from electromagnetic to thermal.

Предпочтительно узел индукционного нагрева дополнительно содержит инвертор, выполненный с возможностью преобразования постоянного тока от источника питания в переменный высокочастотный ток; выпрямитель, выполненный с возможностью преобразования переменного высокочастотного тока от индукционной катушки в постоянный ток; и устройство управления индукцией, выполненное так, что, при использовании, оно находится в электрическом соединении с источником питания, индукционной катушкой, выпрямителем и с инвертором таким образом, чтобы, при использовании, переменный высокочастотный ток можно было избирательно подавать на индукционную катушку, и токоприемник мог индукционно нагреваться индукционной катушкой и, при использовании, постоянный ток можно было избирательно подавать на источник питания, когда питание принимается на индукционной катушке в виде электромагнитного поля, генерируемого внешним источником, для индукционной зарядки источника питания.Preferably, the induction heating unit further comprises an inverter configured to convert direct current from the power source into alternating high-frequency current; a rectifier configured to convert alternating high-frequency current from the induction coil into direct current; and an induction control device configured such that, when in use, it is in electrical connection with the power supply, the induction coil, the rectifier, and the inverter so that, in use, an alternating high frequency current can be selectively supplied to the induction coil, and the current collector could be inductively heated by the induction coil and, when used, direct current could be selectively supplied to the power supply when power is received at the induction coil in the form of an electromagnetic field generated by an external source to inductively charge the power supply.

Устройство управления индукцией предоставляет средство для управления индукционной способностью узла нагрева путем избирательной подачи электрического тока на индукционную катушку и источник питания. Это позволяет пользователю устройства эффективно управлять степенью функциональных возможностей как нагрева, так и зарядки посредством индукционной катушки, а также подавать электрический ток только когда это необходимо. За счет использования одного блока управления для управления двумя функциональными возможностями посредством индукционной катушки уменьшается количество компонентов и повышается безопасность узла нагрева. Внедрение инвертора и выпрямителя является преимущественным в некоторых ситуациях, когда в пределах узла нагрева требуется переключение между переменным и постоянным током.The induction control device provides a means for controlling the inductivity of the heating assembly by selectively applying electrical current to the induction coil and power supply. This allows the user of the device to effectively control the degree of both heating and charging functionality via the induction coil, and to only supply electrical current when needed. By using one control unit to control two functions via an induction coil, the number of components is reduced and the safety of the heating unit is increased. The introduction of an inverter and rectifier is advantageous in some situations where switching between alternating and direct current is required within a heating unit.

Узел может быть выполнен с возможностью работы, при использовании, с переменным электромагнитным полем, имеющим плотность магнитного потока от приблизительно 0,5 Тл до приблизительно 2,0 Тл в точке наибольшей концентрации.The assembly may be configured to operate, when in use, with an alternating electromagnetic field having a magnetic flux density of from about 0.5 Tesla to about 2.0 Tesla at the point of greatest concentration.

Источник питания и схема могут быть выполнены с возможностью работы на высокой частоте. Обычно источник питания и схема могут быть выполнены с возможностью работы на частоте от приблизительно 80 до приблизительно 500 кГц, предпочтительно от приблизительно 150 до приблизительно 250 кГц, более предпочтительно 200 кГц.The power supply and circuit may be configured to operate at high frequency. Typically, the power supply and circuitry may be configured to operate at a frequency of from about 80 to about 500 kHz, preferably from about 150 to about 250 kHz, more preferably 200 kHz.

- 1 043343- 1 043343

Хоть индукционная катушка и может содержать любой подходящий материал, обычно индукционная катушка может содержать высокочастотный обмоточный провод или высокочастотный обмоточный кабель.Although the induction coil may comprise any suitable material, typically the induction coil may comprise a high frequency winding wire or a high frequency winding cable.

Хотя узел нагрева может принимать любую форму и вид, он может быть выполнен так, чтобы иметь по существу вид индукционной катушки, для уменьшения чрезмерного использования материала. Предпочтительно индукционная катушка имеет по существу цилиндрическую форму.Although the heating assembly can take any shape or form, it can be configured to be substantially in the form of an induction coil to reduce excessive use of material. Preferably, the induction coil has a substantially cylindrical shape.

Круглое поперечное сечение цилиндрической индукционной катушки является оптимальным для вставки блока, подлежащего индукционному нагреву, и равномерного нагрева блока, и дает в результате форму узла нагрева, которая удобна для удерживания пользователем.The circular cross-section of the cylindrical induction coil is optimal for inserting a block to be inductively heated and uniformly heating the block, and results in a heating unit shape that is comfortable to be held by the user.

Предпочтительно инвертор и выпрямитель представляют собой один и тот же элемент, выполненный с возможностью избирательного преобразования постоянного тока от источника питания в переменный высокочастотный ток и избирательного преобразования переменного высокочастотного тока от индукционной катушки в постоянный ток.Preferably, the inverter and the rectifier are the same element, configured to selectively convert direct current from the power source to alternating high frequency current and selectively convert alternating high frequency current from the induction coil to direct current.

Поскольку функциональные задачи инвертора и выпрямителя при переключении между постоянным током и переменным током представляют собой по существу схожие функции, воспроизводимые в обратном порядке, можно задействовать один элемент для преобразования постоянного тока в одном направлении и для выпрямления переменного тока в другом направлении. Это обеспечивает простое и надежное решение для снижения себестоимости и количества компонентов в узле нагрева, и приводит к получению значительно более компактного и легкого устройства.Since the functions of the inverter and rectifier when switching between DC and AC are essentially similar functions in reverse order, it is possible to employ one element to convert DC in one direction and rectify AC in the other direction. This provides a simple and reliable solution to reduce the cost and number of components in the heating unit, and results in a significantly more compact and lightweight device.

Узел нагрева может заряжаться за счет размещения внешнего источника электромагнитного поля рядом с индукционной катушкой. Обычно внешний источник может содержать внешнюю индукционную катушку для приема и передачи электромагнитного поля. Хотя внешний источник может взаимодействовать с индукционной катушкой любым образом, обычно узел нагрева выполнен с возможностью приема по меньшей мере части внешнего источника электромагнитного поля в пределах своего объема.The heating unit can be charged by placing an external source of electromagnetic field near the induction coil. Typically, the external source may include an external induction coil for receiving and transmitting the electromagnetic field. Although the external source may interact with the induction coil in any manner, typically the heating assembly is configured to receive at least a portion of the external electromagnetic field source within its volume.

Путем размещения части внешнего источника внутри узла нагрева (в некоторых примерах за счет обеспечения выступа (формирующей части внешнего источника), который можно вставить в нагревательный отсек, когда блок/капсула не расположены в отсеке), можно обеспечить безопасное и компактное беспроводное соединение между внешним источником электромагнитного поля и индукционной катушкой узла нагрева. Такая компоновка гарантирует, что электромагнитное сцепление между индукционной катушкой и внешним источником является сильным для повышения эффективности индукционной зарядки источника питания узла индукционного нагрева. Кроме того, в такой компоновке узел нагрева действует как экран от электромагнитного поля во время зарядки.By placing a portion of the external source within the heating assembly (in some examples by providing a protrusion (forming part of the external source) that can be inserted into the heating compartment when the block/capsule is not located in the compartment), a secure and compact wireless connection between the external source can be provided electromagnetic field and induction coil of the heating unit. This arrangement ensures that the electromagnetic coupling between the induction coil and the external source is strong to improve the induction charging efficiency of the induction heating unit power supply. In addition, in this arrangement, the heating unit acts as a shield from the electromagnetic field during charging.

Альтернативно по меньшей мере часть узла выполнена с возможностью вставки, при использовании, в объем внешнего источника электромагнитного поля. Внешний источник может иметь отверстие и часть своего внутреннего объема, внутрь которого может быть вставлен узел. Альтернативно внешний источник может иметь сквозное отверстие, находящееся в нем, вследствие чего его внутренний периметр позволяет вставить узел через него. Благодаря этому мундштук открыт при работе совместно с компактным внешним источником, даже в тех случаях, когда мундштук охватывает нагревательный отсек, когда прикрепляется к устройству, генерирующему пар.Alternatively, at least a portion of the assembly is configured to be inserted, when in use, into the volume of an external electromagnetic field source. The external source may have an opening and a portion of its internal volume into which the assembly may be inserted. Alternatively, the external source may have a through hole located therein such that its internal perimeter allows the assembly to be inserted through it. This keeps the mouthpiece open when operating in conjunction with a compact external source, even when the mouthpiece encloses the heating compartment when attached to a steam generating device.

При сцеплении узла с внешним устройством внутри или снаружи возможны ситуации, в которых требуется устойчивое физическое соединение. Устройство может быть оснащено средствами для фиксации положения внешнего источника относительно узла индукционного нагрева. Предпочтительно могут быть предусмотрены средства для фиксации положения внешней катушки относительно индукционной катушки узла, например защелкивающийся механизм. Это может позволить физически соединить два устройства таким образом, чтобы можно было также поддерживать электромагнитное сцепление.When coupling an assembly to an external device, either internally or externally, there may be situations in which a stable physical connection is required. The device may be equipped with means for fixing the position of the external source relative to the induction heating unit. Preferably, means may be provided for fixing the position of the outer coil relative to the induction coil of the assembly, such as a snap mechanism. This may allow two devices to be physically connected in such a way that electromagnetic coupling can also be maintained.

Могут возникать ситуации, при которых преимущественным является обеспечение электромагнитного поля для зарядки извне узла индукционного нагрева, что будет детально описано далее.Situations may arise in which it is advantageous to provide an electromagnetic field for charging from outside the induction heating unit, as will be described in detail below.

Согласно настоящему изобретению также предлагается устройство, генерирующее пар, содержащее узел индукционного нагрева согласно первому аспекту настоящего изобретения; нагревательный отсек, выполненный с возможностью вмещения блока, содержащего испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник; впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью предоставления воздуха в нагревательный отсек; выпускное отверстие для воздуха, находящееся в сообщении с нагревательным отсеком.The present invention also provides a steam generating device comprising: an induction heating unit according to the first aspect of the present invention; a heating compartment configured to accommodate a block containing an evaporated substance and an induction heated current collector; an air inlet configured to provide air to the heating compartment; air outlet in communication with the heating compartment.

За счет использования узла нагрева, который оптимизирован для множества функций нагрева и зарядки устройства, генерирующего пар, можно предоставить надежное, легкое и компактное устройство, генерирующее пар.By using a heating unit that is optimized for multiple heating and charging functions of the steam generating device, a reliable, lightweight and compact steam generating device can be provided.

Блок может представлять собой капсулу, которая содержит, при использовании, испаряемое вещество внутри воздухопроницаемой оболочки. Воздухопроницаемый материал может представлять собой материал, который является электроизоляционным и немагнитным. Материал может иметь высокую воздухопроницаемость, чтобы дать возможность воздуху проходить через материал с сопротивлением к высоким температурам. Примеры подходящих воздухопроницаемых материалов включают целлюлозные волокна, бумагу, хлопок и шелк. Воздухопроницаемый материал может также действовать в качествеThe unit may be a capsule which, when used, contains the vaporizable substance within a breathable shell. The breathable material may be a material that is electrically insulating and non-magnetic. The material may have high breathability to allow air to pass through the material with resistance to high temperatures. Examples of suitable breathable materials include cellulose fibers, paper, cotton and silk. Breathable material can also act as

- 2 043343 фильтра. Альтернативно блок может представлять собой испаряемое вещество, обернутое в бумагу. Альтернативно блок может представлять собой испаряемое вещество, удерживаемое внутри материала, который не является воздухопроницаемым, но который содержит соответствующие перфорацию или отверстия, обеспечивающие протекание воздуха. Альтернативно блок может представлять собой собственно испаряемое вещество. Блок может быть образован по существу в форме ручки.- 2 043343 filters. Alternatively, the block may be a vaporizable substance wrapped in paper. Alternatively, the block may be a vaporizable substance held within a material that is not breathable, but which contains suitable perforations or holes to allow air to flow. Alternatively, the block may represent the actual substance being evaporated. The block may be formed substantially in the shape of a handle.

Испаряемое вещество может представлять собой любой тип твердого или полутвердого материала. Иллюстративные типы испаряемых веществ включают порошок, гранулы, зерна, стружки, нити, пористый материал или листы. Вещество может включать материал растительного происхождения, и, в частности, вещество может включать табак.The vaporized substance may be any type of solid or semi-solid material. Exemplary types of vaporizable materials include powder, granules, grains, chips, filaments, porous material or sheets. The substance may include material of plant origin, and in particular the substance may include tobacco.

Предпочтительно испаряемое вещество может содержать вещество для образования аэрозоля. Примеры веществ для образования аэрозоля включают многоатомные спирты и их смеси, такие как глицерин или пропиленгликоль. Как правило, испаряемое вещество может содержать вещество для образования аэрозоля, содержание которого составляет от приблизительно 5 до приблизительно 50 % по сухому весу.Preferably, the vaporized substance may contain an aerosol-forming substance. Examples of aerosol-forming agents include polyhydric alcohols and mixtures thereof, such as glycerin or propylene glycol. Typically, the vaporizable material may contain an aerosol forming agent at levels ranging from about 5 to about 50% by dry weight.

Предпочтительно испаряемое вещество может содержать вещество для образования аэрозоля, содержание которого составляет приблизительно 15 % по сухому весу.Preferably, the vaporizable substance may contain an aerosol forming agent, the content of which is approximately 15% by dry weight.

Испаряемое вещество может быть собственно веществом для образования аэрозоля. В этом случае испаряемое вещество может быть жидкостью. В этом случае блок может иметь вещество, удерживающее жидкость (например, пучок волокон, пористый материал, такой как керамика, и т.д.), которое удерживает жидкость, подлежащую испарению испарителем, таким как нагреватель, и обеспечивает возможность образования и высвобождения или выделения пара из вещества, удерживающего жидкость, в направлении выпускного отверстия для воздуха для вдыхания пользователем.The substance to be evaporated may be the actual substance to form the aerosol. In this case, the evaporated substance may be a liquid. In this case, the block may have a liquid holding substance (e.g., a fiber bundle, a porous material such as ceramic, etc.) that holds the liquid to be evaporated by an evaporator such as a heater and allows the formation and release or release of vapor from the liquid retaining substance towards the air outlet for inhalation by the user.

При нагреве испаряемое вещество может высвобождать летучие соединения. Летучие соединения могут содержать никотиновые или ароматические соединения, такие как табачный ароматизатор.When heated, the vaporized substance may release volatile compounds. Volatile compounds may include nicotine or aromatic compounds such as tobacco flavoring.

Поскольку индукционная катушка создает электромагнитное поле при осуществлении нагрева токоприемника, любой элемент, содержащий индукционно нагреваемый токоприемник, при размещении рядом с устройством во время работы будет нагреваться, и, таким образом, отсутствуют ограничения относительно формы и вида блока, размещаемого в нагревательном отсеке. Предпочтительно нагреваемый блок имеет цилиндрическую форму, вследствие чего нагревательный отсек выполнен с возможностью вмещения по существу цилиндрического испаряемого изделия.Since the induction coil produces an electromagnetic field when heating the pantograph, any element containing the induction heated pantograph when placed adjacent to the device during operation will become heated, and thus there is no limitation on the shape and type of unit placed in the heating compartment. Preferably, the heated block is cylindrical in shape, whereby the heating compartment is configured to receive a substantially cylindrical vaporized article.

Способность нагревательного отсека вмещать по существу цилиндрический нагреваемый элемент является преимущественной, поскольку, зачастую, испаряемые вещества и табачные продукты в частности упаковываются и продаются в цилиндрической форме.The ability of the heating compartment to accommodate a substantially cylindrical heating element is advantageous since vaporizers and tobacco products in particular are often packaged and sold in cylindrical form.

Также согласно настоящему изобретению предлагается зарядная система устройства, генерирующего пар, содержащая узел индукционного нагрева согласно первому аспекту настоящего изобретения; зарядное устройство, содержащее зарядную катушку, выполненную с возможностью индуцирования тока в индукционной катушке узла индукционного нагрева за счет создания электромагнитного поля.The present invention also provides a charging system for a steam generating device, comprising an induction heating unit according to the first aspect of the present invention; a charger comprising a charging coil configured to induce a current in the induction coil of the induction heating unit by generating an electromagnetic field.

Наличие зарядного устройства, создающего электромагнитное поле для индуцирования тока в индукционной катушке узла индукционного нагрева для зарядки источника питания, позволяет предоставить безопасную и эффективную беспроводную зарядку для устройства, генерирующего пар.By providing a charger that creates an electromagnetic field to induce current in the induction coil of the induction heating unit to charge the power supply, it is possible to provide safe and efficient wireless charging for the steam generating device.

Хотя зарядное устройство может принимать любую форму и вид, предпочтительно зарядное устройство является по существу цилиндрическим.Although the charger can take any shape or form, preferably the charger is substantially cylindrical.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ зарядки устройства, генерирующего пар, при этом способ включает этапы: размещения зарядного устройства рядом с узлом индукционного нагрева устройства, генерирующего пар, при этом узел индукционного нагрева содержит перезаряжаемый источник питания и катушку индукционного нагрева; и передачи питания от зарядного устройства в виде электромагнитного поля на катушку индукционного нагрева узла нагрева для подачи заряда на перезаряжаемый источник питания.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for charging a steam generating device, the method comprising the steps of: placing a charger adjacent to an induction heating unit of the steam generating device, the induction heating unit including a rechargeable power supply and an induction heating coil; and transmitting power from the charger in the form of an electromagnetic field to the induction heating coil of the heating unit to supply a charge to the rechargeable power source.

За счет использования катушки индукционного нагрева устройства, генерирующего пар, для предоставления индукционной зарядки для источника питания устройства, можно предоставить беспроводную зарядку для устройства без необходимости в отдельном втором индукционном приспособлении для зарядки.By using the induction heating coil of the steam generating device to provide inductive charging to the device's power supply, it is possible to provide wireless charging to the device without the need for a separate second inductive charging fixture.

Хотя зарядное устройство может быть выполнено с возможностью взаимодействия с индукционной катушкой любым образом, предпочтительно часть зарядного устройства по меньшей мере частично вставлена в объем узла индукционного нагрева. Это обеспечивает поддержание надлежащего соединения между зарядным устройством и катушкой индукционного нагрева для обеспечения безопасного и надежного соединения для зарядки источника питания.Although the charger may be configured to interact with the induction coil in any manner, preferably a portion of the charger is at least partially inserted into the volume of the induction heating assembly. This ensures that proper connection is maintained between the charger and the induction heating coil to provide a safe and reliable connection for charging the power supply.

Альтернативно по меньшей мере часть узла индукционного нагрева может быть по меньшей мере частично вставлена в объем зарядного устройства.Alternatively, at least a portion of the induction heating assembly may be at least partially inserted into the charger volume.

Могут возникать ситуации, при которых преимущественным является обеспечение электромагнитного поля для зарядки извне узла индукционного нагрева. Например, может быть желательным использовать одновременно функциональные возможности как нагрева, так и зарядки узла индукционного нагрева или осуществлять нагрев тогда, когда внешнее устройство соединено, и/или осуществлять зарядкуSituations may arise in which it is advantageous to provide an electromagnetic field for charging from outside the induction heating unit. For example, it may be desirable to simultaneously utilize both the heating and charging functionality of an induction heating unit, or to perform heating while an external device is connected and/or to perform charging

- 3 043343 тогда, когда блок/капсула находятся во внутреннем пространстве нагревательного отсека, в случае чего внешний источник электромагнитного поля, который охватывает узел индукционного нагрева, является преимущественным. За счет наличия узла нагрева, выполненного с возможностью вставки во внешнее зарядное устройство, можно освободить внутреннее пространство узла (например внутреннее пространство нагревательного отсека), которое должно быть занято нагреваемым веществом (например блоком/капсулой). Внутреннее пространство может быть образовано радиально внутри индукционной катушки и может быть выполнено с возможностью приема блока, содержащего испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник или токоприемники, как, например, описано выше.- 3 043343 when the block/capsule is located in the internal space of the heating compartment, in which case an external source of electromagnetic field, which surrounds the induction heating unit, is advantageous. By having a heating unit that can be inserted into an external charger, it is possible to free up the internal space of the unit (eg, the internal space of the heating compartment) that would be occupied by the substance to be heated (eg, a block/capsule). An internal space may be formed radially within the induction coil and may be configured to receive a block containing a substance to be evaporated and an induction heated current collector or current collectors, as, for example, described above.

Дополнительно для тех случаев, когда одновременно требуются и нагрев и зарядка, узел индукционного нагрева может содержать две катушки, одну - для зарядки, а другую - для нагрева, предпочтительно, расположенные в одной дорожке и рядом друг с другом.Additionally, for applications where both heating and charging are required, the induction heating assembly may comprise two coils, one for charging and one for heating, preferably located in the same track and adjacent to each other.

Во всех случаях (т.е. независимо от того, вставлена ли часть внешнего зарядного устройства в объем (например нагревательный отсек) устройства, генерирующего пар, или часть устройства, генерирующего пар, вставлена в объем внешнего зарядного устройства (например путем надевания части внешнего зарядного устройства на устройство, генерирующее пар)), предпочтительно, чтобы внешнее зарядное устройство могло содержать основную зарядную катушку (которая выполнена с возможностью индуцирования тока в индукционной катушке устройства, генерирующего пар), которая может быть выполнена так, что она расположена по существу на одной оси с индукционной катушкой устройства, генерирующего пар, и по существу перекрывается с ней, когда они соединены вместе в конфигурации зарядки.In all cases (i.e., whether part of the external charger is inserted into the volume (e.g., heating compartment) of the steam generating device, or part of the steam generating device is inserted into the volume of the external charger (e.g., by putting on part of the external charger device onto the steam generating device)), it is preferable that the external charger may comprise a main charging coil (which is configured to induce a current in the induction coil of the steam generating device), which may be configured to be located substantially on the same axis with and substantially overlaps with the induction coil of the steam generating device when they are connected together in a charging configuration.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Изобретение будет описано только посредством примеров со ссылками на соответствующие графические материалы, где:The invention will be described only by way of examples with reference to relevant drawings, where:

на фиг. 1 схематически изображен узел индукционного нагрева согласно примеру настоящего изобретения;in fig. 1 schematically shows an induction heating unit according to an example of the present invention;

на фиг. 2А схематически изображено протекание тока через узел индукционного нагрева, показанный на фиг. 1, при осуществлении нагрева внешнего токоприемника;in fig. 2A schematically shows the flow of current through the induction heating unit shown in FIG. 1, when heating the external pantograph;

на фиг. 2В схематически изображено протекание тока через узел индукционного нагрева, показанный на фиг. 1, при осуществлении зарядки перезаряжаемого источника питания;in fig. 2B is a schematic diagram of current flow through the induction heating unit shown in FIG. 1, when charging the rechargeable power supply;

на фиг. 3 схематически изображено, как узел индукционного нагрева, показанный на фиг. 1, 2А и В, может взаимодействовать с внешним источником электромагнитного поля;in fig. 3 is a schematic representation of the induction heating unit shown in FIG. 1, 2A and B, can interact with an external source of electromagnetic field;

на фиг. 4 схематически изображен покомпонентный вид устройства, генерирующего пар, согласно примеру настоящего изобретения;in fig. 4 is a schematic exploded view of a steam generating device according to an example of the present invention;

на фиг. 5 схематически изображено устройство, генерирующее пар, показанное на фиг.4, при использовании;in fig. 5 is a schematic representation of the steam generating device shown in FIG. 4 in use;

на фиг. 6 схематически изображен другой пример того, как узел индукционного нагрева, показанный на фиг. 1, 2А и В, может взаимодействовать с иллюстративным внешним источником электромагнитного поля.in fig. 6 is a schematic diagram of another example of how the induction heating assembly shown in FIG. 1, 2A and B may interact with an exemplary external electromagnetic field source.

Подробное описаниеDetailed description

На фиг.1 схематически изображен узел 10 индукционного нагрева согласно примеру настоящего изобретения. В этом примере узел 10 нагрева содержит индукционную катушку 12 и перезаряжаемый источник 13 питания. Источник 13 питания и индукционная катушка 12 находятся в электрическом соединении таким образом, что электропитание может избирательно передаваться между двумя компонентами. Индукционная катушка 12 выполнена с возможностью нагрева внешнего токоприемника за счет получения электропитания от источника 13 питания и создания электромагнитного поля. Индукционная катушка 12 дополнительно выполнена с возможностью приема генерируемого извне электромагнитного поля для избирательного индуцирования электрического тока для зарядки перезаряжаемого источника 13 питания. В этом примере индукционная катушка 12 является по существу цилиндрической, так что форма узла 10 индукционного нагрева является также по существу цилиндрической.Figure 1 schematically shows an induction heating unit 10 according to an example of the present invention. In this example, the heating unit 10 includes an induction coil 12 and a rechargeable power supply 13. The power supply 13 and the induction coil 12 are in electrical connection such that power can be selectively transmitted between the two components. The induction coil 12 is configured to heat the external pantograph by receiving power from the power source 13 and creating an electromagnetic field. The induction coil 12 is further configured to receive an externally generated electromagnetic field to selectively induce an electric current for charging the rechargeable power supply 13 . In this example, the induction coil 12 is substantially cylindrical, so that the shape of the induction heating unit 10 is also substantially cylindrical.

При осуществлении нагрева внешнего токоприемника переменный ток, преобразованный с постоянного тока, подаваемого источником 13 питания, протекает через индукционную катушку 12 для генерирования контролируемого электромагнитного поля в области возле катушки 12. Генерируемое электромагнитное поле предоставляет источник для внешнего токоприемника для поглощения электромагнитной энергии и преобразования ее в теплоту, достигая таким образом индукционного нагрева.When the external pantograph is heated, an alternating current converted from the direct current supplied by the power supply 13 flows through the induction coil 12 to generate a controlled electromagnetic field in the region near the coil 12. The generated electromagnetic field provides a source for the external pantograph to absorb electromagnetic energy and convert it into heat, thus achieving induction heating.

Узел 10 индукционного нагрева по фиг.1 также может быть выполнен с возможностью индукционной зарядки источника 13 питания, когда внешний источник электромагнитного поля расположен рядом с индукционной катушкой 12. При осуществлении зарядки перезаряжаемого источника 13 питания, индукционная катушка 12 взаимодействует с внешним полем для поглощения электромагнитной энергии и индуцирует переменный ток, преобразуемый в постоянный ток и передаваемый на источник 13 питания, для обеспечения индукционной зарядки. Таким образом, индукционная катушка 12 предоставляет средства обеспечения функциональных возможностей как нагрева, так и зарядки узла 10 индукционного нагрева.The induction heating unit 10 of FIG. 1 can also be configured to inductively charge the power supply 13 when an external electromagnetic field source is located adjacent to the induction coil 12. When charging the rechargeable power supply 13, the induction coil 12 interacts with the external field to absorb the electromagnetic field. energy and induces an alternating current, which is converted to direct current and transmitted to the power supply 13 to provide inductive charging. Thus, induction coil 12 provides a means of providing both heating and charging functionality to induction heating unit 10.

В некоторых примерах узел 10 индукционного нагрева дополнительно содержит устройство 14In some examples, the induction heating assembly 10 further includes a device 14

- 4 043343 управления индукцией, как показано на фиг. 2А и В. В этом примере устройство 14 управления индукцией выполнено так, что оно находится, при использовании, в электрическом соединении с источником 13 питания и индукционной катушкой 12, чтобы таким образом избирательно управлять электрическим током, протекающим между источником 13 питания и индукционной катушкой 12, чтобы можно было таким образом регулировать степень нагрева или зарядки. Устройство 14 управления индукцией выполнено с возможностью управления пользователем вручную для выбора значения нагрева или программирования для автоматической регулировки тока, проходящего через индукционную катушку 12, в соответствии с заданными параметрами.- 4 043343 induction control, as shown in FIG. 2A and B. In this example, the induction control device 14 is configured such that it is, when in use, in electrical connection with the power source 13 and the induction coil 12, so as to selectively control the electric current flowing between the power source 13 and the induction coil 12 so that the degree of heating or charging can be adjusted in this way. The induction control device 14 is configured to be manually controlled by the user to select a heating value or programmed to automatically adjust the current passing through the induction coil 12 according to predetermined parameters.

Узел 10 индукционного нагрева дополнительно содержит инвертор, выполненный с возможностью преобразования постоянного тока от источника 13 питания в переменный высокочастотный ток для возбуждения индукционной катушки 12, и выпрямитель, выполненный с возможностью преобразования переменного высокочастотного тока от индукционной катушки 12 в постоянный ток для зарядки источника 13 питания.The induction heating unit 10 further includes an inverter configured to convert direct current from the power source 13 into an alternating high-frequency current for exciting the induction coil 12, and a rectifier configured to convert the alternating high-frequency current from the induction coil 12 into direct current for charging the power source 13 .

На фиг. 2А изображено протекание тока через узел 10 индукционного нагрева при осуществлении нагрева внешнего токоприемника. Электрический ток от источника 13 питания, преобразованный в переменный высокочастотный ток инвертором, избирательно подается на индукционную катушку 12 устройством 14 управления индукцией. Переменный ток в индукционной катушке 12 создает динамическое электромагнитное поле в области катушки 12, которое может поглощаться внешним токоприемником для достижения индукционного нагрева.In fig. 2A shows the flow of current through the induction heating unit 10 when heating the external pantograph. The electric current from the power source 13, converted into alternating high-frequency current by the inverter, is selectively supplied to the induction coil 12 by the induction control device 14. The alternating current in the induction coil 12 creates a dynamic electromagnetic field in the region of the coil 12, which can be absorbed by an external current collector to achieve induction heating.

На фиг. 2В изображено протекание тока через узел 10 индукционного нагрева при осуществлении зарядки перезаряжаемого источника 13 питания. Индукционная катушка 12 получает питание в виде динамического электромагнитного поля, генерируемого внешним источником. Электромагнитное поле создает электродвижущую силу в индукционной катушке 12 для генерирования переменного высокочастотного электрического тока. Переменный ток от индукционной катушки 12, преобразованный в постоянный ток выпрямителем, избирательно подается на перезаряжаемый источник 13 питания устройством 14 управления индукцией. Таким образом, перезаряжаемый источник 13 питания может индукционным и беспроводным способом заряжаться внешним источником электромагнитного поля с использованием индукционной катушки 12 в качестве принимающего токоприемника (или подобным образом в качестве вторичной обмотки трансформаторного устройства, что хорошо известно в области индукционной зарядки).In fig. 2B shows the flow of current through the induction heating unit 10 when charging the rechargeable power supply 13. The induction coil 12 is powered by a dynamic electromagnetic field generated by an external source. The electromagnetic field creates an electromotive force in the induction coil 12 to generate an alternating high frequency electric current. The alternating current from the induction coil 12, converted to direct current by the rectifier, is selectively supplied to the rechargeable power supply 13 by the induction control device 14. Thus, the rechargeable power supply 13 can be inductively and wirelessly charged by an external electromagnetic field source using the induction coil 12 as a receiving current collector (or likewise as a secondary winding of a transformer device, which is well known in the field of inductive charging).

Хотя из соображений ясности инвертор и выпрямитель были описаны как отдельные компоненты, эти компоненты могут представлять собой один и тот же элемент, выполненный с возможностью работы в обратном направлении для избирательного преобразования постоянного тока от источника 13 питания в переменный высокочастотный ток и для избирательного преобразования переменного высокочастотного тока от индукционной катушки 12 в постоянный ток.Although for reasons of clarity the inverter and rectifier have been described as separate components, these components may be the same element configured to operate in the reverse direction to selectively convert direct current from power supply 13 to high frequency alternating current and to selectively convert high frequency alternating current. current from the induction coil 12 V DC.

На фиг.3 схематически изображены два примера того, как узел 10 индукционного нагрева, показанный на фиг. 1, 2А и В, может взаимодействовать с внешним источником электромагнитного поля. Как показано на фиг. 3, в одной возможной конфигурации узла 10 индукционного нагрева и внешнего источника 17 электромагнитного поля по меньшей мере часть узла 10 индукционного нагрева вставлена в объем внешнего источника 17 электромагнитного поля. В такой конфигурации узел 10 индукционного нагрева вставлен во внешний источник 17 таким образом, что индукционная катушка 12 узла 10 нагрева по существу перекрывается областью генерирования электромагнитного поля внешнего источника 17. В этом примере внешнее электромагнитное поле генерируется генерирующей катушкой во внешнем источнике 17, но поле может быть создано любым другим подходящим средством, например точечным источником.FIG. 3 schematically shows two examples of how the induction heating unit 10 shown in FIG. 1, 2A and B, can interact with an external source of electromagnetic field. As shown in FIG. 3, in one possible configuration of the induction heating assembly 10 and the external electromagnetic field source 17, at least a portion of the induction heating assembly 10 is inserted into the volume of the external electromagnetic field source 17. In such a configuration, the induction heating unit 10 is inserted into the external source 17 such that the induction coil 12 of the heating unit 10 is substantially overlapped by the electromagnetic field generating region of the external source 17. In this example, the external electromagnetic field is generated by the generating coil in the external source 17, but the field may be generated by any other suitable means, such as a point source.

В другом примере узел 10 индукционного нагрева выполнен с возможностью вмещения части внешнего источника 17 электромагнитного поля в пределах объема узла 10 нагрева. В этом примере внешний источник 17 вставлен в узел 10 индукционного нагрева таким образом, что компонент, генерирующий поле, внешнего источника 17 по существу находится в пределах внутренней части индукционной катушки 12. Такая компоновка обеспечивает безопасную и надежную зарядку узла индукционного нагрева, сохраняя при этом компактную форму.In another example, the induction heating unit 10 is configured to accommodate a portion of the external electromagnetic field source 17 within the volume of the heating unit 10. In this example, the external source 17 is inserted into the induction heating assembly 10 such that the field generating component of the external source 17 is substantially contained within the interior of the induction coil 12. This arrangement allows for safe and reliable charging of the induction heating assembly while maintaining a compact form.

Узел 10 индукционного нагрева выполнен с возможностью работы для зарядки источника 13 питания в любой из вышеуказанных конфигураций, при этом конфигурация выбирается в соответствии с потребностями пользователя. Например, может быть желательным использовать одновременно функциональные возможности как нагрева, так и зарядки узла 10 индукционного нагрева, в случае чего внешний источник 17 электромагнитного поля, который охватывает узел 10 индукционного нагрева, является желательным.The induction heating unit 10 is operable to charge the power supply 13 in any of the above configurations, the configuration being selected according to the needs of the user. For example, it may be desirable to simultaneously utilize both the heating and charging functionality of the induction heating unit 10, in which case an external electromagnetic field source 17 that surrounds the induction heating unit 10 is desirable.

На фиг. 4 схематически изображен покомпонентный вид устройства 20, генерирующего пар, согласно примеру настоящего изобретения. В этом примере устройство, генерирующее пар, содержит узел 10 индукционного нагрева и дополнительно содержит нагревательный отсек 21, выполненный с возможностью вмещения блока 22, содержащего испаряемое вещество 23 и индукционно нагреваемый токоприемник 24. Нагревательный отсек 21 по меньшей мере частично прилегает к индукционной катушке 12In fig. 4 is a schematic exploded view of a steam generating device 20 according to an example of the present invention. In this example, the steam generating device includes an induction heating unit 10 and further includes a heating compartment 21 configured to receive a block 22 containing a vaporizable substance 23 and an induction heated current collector 24. The heating compartment 21 is at least partially adjacent to the induction coil 12

--

Claims

or is within its scope. An air inlet 25 located adjacent to the heating compartment 21 supplies ambient air to the heating compartment 21. An air outlet 26 is in communication with the heating compartment 21 and allows steam generated within the heating compartment 21 to be discharged. All or some of components shown in Fig. 4 are removable, and FIG. 5 illustrates how the various components of the steam generating device 20 shown in FIG. 4 are assembled together in use.

The heating compartment 21 is configured to receive a block 22 containing a vaporizable substance 23 and an induction heated current collector 24. Preferably, the block 22 has a layer or membrane in which the vaporizable substance is enclosed, the layer or membrane being breathable. For example, block 21 may be a disposable capsule containing tobacco and at least one induction heated current collector element. The pantograph 24 may be in direct or indirect contact with the evaporated substance 23, as a result of which, when induction heating of the pantograph 24 occurs by the induction coil 12 of the induction heating unit 10, heat is transferred from the pantograph 24 to the evaporated substance 23 to heat the evaporated substance 23 and generate steam. The evaporation of the evaporated substance 23 is facilitated by the addition of air from the environment through the air inlet 25. The vapor generated by heating the vaporized substance 23 then exits the heating compartment 21 through the air outlet 26 and can, for example, be inhaled by the user of the device. The passage of air flow through the heating compartment 21, i.e. from the air inlet 25 through the compartment 21 and from the air outlet 26, the negative pressure generated by the user when drawing air from the air outlet 26 of the device 20 may be assisted.

When the device 20 is used to generate inhaled vapor, a mouthpiece 27 may also be mounted on the device in communication with the air outlet 26. The mouthpiece 27 allows the user to easily draw generated vapor from the device 20.

In fig. 6 schematically shows how the steam generating device 20 shown in FIG. 4 and 5, for charging the rechargeable power supply 13 and inductively heating the current collector 24. An external induction device 30 comprising an external coil 32 surrounds the perimeter of the induction heating unit 10 such that the central axes of the heating coil 12 and the external coil 32 substantially overlap. In this example, the external induction device 30 has two open ends through which the induction heating unit 10 can be inserted. Means may be provided for fixing the position of the outer coil 32 relative to the induction coil 12, such as a snap mechanism. This allows the steam generating device 20 to simultaneously heat the current collector 24 and charge the rechargeable power supply 13.

As will be clear from the foregoing, the present invention, by eliminating the need for one induction system for heating and another separate induction system for charging, provides a steam generating device that is inexpensive, compact, and suitable for portable use. The present invention provides an electronic steam generating device with a safe and efficient charging mechanism and fewer components to reduce size, weight and manufacturing cost, while providing both heating and charging functionality of such a steam generating device.

CLAIM

1. A steam generating device (20) designed to generate steam inhaled by the user by induction heating of the evaporated substance (23), and containing:

an induction heating unit (10) comprising an induction coil (12), a rechargeable power source (13) and an induction control device (14), wherein the induction coil (12) has a substantially cylindrical shape, and the induction control device (14) is configured to manual control by the user to select the degree of heating to adjust the current passing through the induction coil (12), the induction heating unit (10) being configured to operate at a frequency of from about 80 to about 500 kHz.

2. The device (20) according to claim 1, wherein the induction heating unit (10) is configured to operate at a frequency of from about 150 to about 250 kHz.

3. The device (20) according to claim 1, wherein the induction heating unit (10) is configured to operate at a frequency of from about 150 to about 200 kHz.

4. Device (20) according to any one of claims 1 to 3, in which the induction control device (14) is configured to adjust the current passing through the induction coil (12) in accordance with specified parameters.

5. Device (20) according to any one of claims 1 to 4, comprising a heating compartment configured to receive a substantially cylindrical heated element.

6. Device (20) according to claim 5, in which the heated element contains the specified evaporable substance

-