RU2021111370A

RU2021111370A - Нагревательный узел и способ индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль

Info

Publication number: RU2021111370A
Application number: RU2021111370A
Authority: RU
Inventors: Ихар Николаевич ЗИНОВИК; Ирене ТОРИНО
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2022-10-26

Claims

1. Индукционный нагревательный узел для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до рабочей температуры, причем нагревательный узел содержит:

блок питания постоянного тока, выполненный с возможностью подачи напряжения питания постоянного тока и тока питания постоянного тока;

индукционный источник, соединенный с блоком питания постоянного тока и выполненный с возможностью генерирования переменного электромагнитного поля,

сусцепторный узел для индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, под воздействием переменного магнитного поля, генерируемого индукционным источником, причем сусцепторный узел содержит первый сусцептор, содержащий первый сусцепторный материал, и второй сусцептор, содержащий второй сусцепторный материал, имеющий температуру Кюри на по меньшей мере 50 градусов Цельсия ниже рабочей температуры, при этом первый и второй сусцепторные материалы выбирают так, что во время предварительного нагрева сусцепторного узла, начиная с комнатной температуры, профиль зависимости сопротивления от температуры сусцепторного узла имеет минимальное значение кажущегося сопротивления в диапазоне температур ± 5 градусов Цельсия около температуры Кюри второго сусцепторного материала;

контроллер, функционально соединенный с индукционным источником и блоком питания постоянного тока и выполненный с возможностью:

определения по напряжению питания постоянного тока и току питания постоянного тока, от блока питания постоянного тока, фактического кажущегося сопротивления сусцепторного узла, которое указывает фактическую температуру сусцепторного узла,

определения минимального значения кажущегося сопротивления, возникающего во время предварительного нагрева сусцепторного узла, начиная от комнатной температуры и до рабочей температуры, и

управления индукционным источником в конфигурации с обратной связью так, что фактическое кажущееся сопротивление соответствует сумме определенного выше минимального значения кажущегося сопротивления и заданного значения смещения кажущегося сопротивления, для управления нагревом субстрата, образующего аэрозоль, до рабочей температуры.

2. Нагревательный узел по п. 1, отличающийся тем, что контроллер содержит по меньшей мере один из датчика напряжения постоянного тока для измерения напряжения питания постоянного тока, от блока питания постоянного тока, или датчика тока постоянного тока для измерения тока питания постоянного тока, поступающего от блока питания постоянного тока.

3. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что индукционный источник содержит по меньшей мере один индуктор.

4. Нагревательный узел по п. 3, отличающийся тем, что индуктор представляет собой винтовую катушку или плоскую катушку планарного типа, в частности дисковую катушку или изогнутую катушку планарного типа.

5. Нагревательный узел по любому из пп. 3 или 4, отличающийся тем, что индукционный источник содержит преобразователь постоянного/переменного тока, соединенный с блоком питания постоянного тока, содержащим индуктивно-емкостную цепь, при этом индуктивно-емкостная цепь содержит последовательное соединение конденсатора и индуктора.

6. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что контроллер и по меньшей мере часть индукционного источника, в частности индукционный источник, помимо индуктора, расположены на общей печатной плате.

7. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что минимальное значение кажущегося сопротивления находится в диапазоне температур ± 5 градусов Цельсия около температуры Кюри второго сусцепторного материала.

8. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что второй сусцепторный материал имеет температуру Кюри на по меньшей мере 100 градусов Цельсия, предпочтительно на по меньшей мере 150 градусов Цельсия, наиболее предпочтительно на по меньшей мере 200 градусов Цельсия ниже рабочей температуры.

9. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что рабочая температура составляет по меньшей мере 300 градусов Цельсия, в частности по меньшей мере 350 градусов Цельсия, предпочтительно по меньшей мере 370 градусов Цельсия, наиболее предпочтительно по меньшей мере 400 градусов Цельсия.

10. Нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый сусцепторный материал имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, и при этом второй сусцептор содержит второй сусцепторный материал, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивления.

11. Устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль, причем устройство содержит:

приемную полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, подлежащего нагреву; и

индукционный нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов для индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, внутри приемной полости.

12. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, отличающаяся тем, что система содержит индукционный нагревательный узел по любому из пп. 1-10, причем индукционный источник и блок питания постоянного тока нагревательного узла являются частью устройства, генерирующего аэрозоль, при этом первый сусцептор сусцепторного узла является частью изделия, генерирующего аэрозоль, и при этом второй сусцептор сусцепторного узла является частью изделия, генерирующего аэрозоль, или частью устройства, генерирующего аэрозоль.

13. Способ работы нагревательного узла по любому из пп. 1-10, или работы устройства, генерирующего аэрозоль, по п. 11, или работы системы, генерирующей аэрозоль, по п. 12, причем способ включает в себя этапы:

генерирования переменного электромагнитного поля посредством подачи напряжения питания постоянного тока и тока питания постоянного тока на индукционный источник таким образом, чтобы нагревать сусцепторный узел, индукционно связанный с индукционным источником;

определения по напряжению питания постоянного тока и току питания постоянного тока, от блока питания постоянного тока, фактического кажущегося сопротивления, указывающего фактическую температуру сусцепторного узла;

определения минимального значения кажущегося сопротивления во время предварительного нагрева сусцепторного узла, начиная от комнатной температуры и до рабочей температуры;

управления индукционным источником в конфигурации с обратной связью так, что фактическое кажущееся сопротивление соответствует сумме определенного выше минимального значения кажущегося сопротивления и заданного значения смещения кажущегося сопротивления, для управления нагревом субстрата, образующего аэрозоль, до предварительно определенной рабочей температуры.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что этап управления индукционным источником включает в себя этапы:

прерывания этапа генерирования переменного электромагнитного поля, когда фактическое кажущееся сопротивление равно сумме определенному выше минимального значения кажущегося сопротивления и заданного значения смещения кажущегося сопротивления или превышает их, и

возобновления этапа генерирования переменного электромагнитного поля, когда фактическое кажущееся сопротивление ниже суммы определенного выше минимального значения кажущегося сопротивления и заданного значения смещения кажущегося сопротивления.