RU2643421C2 - Устройство индукционного нагрева и система генерирования аэрозоля - Google Patents

Abstract

Устройство индукционного нагрева для генерирования аэрозоля содержит корпус устройства, содержащий полость, имеющую внутреннюю поверхность для вмещения по меньшей мере части вставки, образующей аэрозоль, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник. Корпус устройства дополнительно содержит индукционную катушку, имеющую магнитную ось, при этом индукционная катушка расположена таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть полости. Устройство дополнительно содержит источник питания, соединенный с индукционной катушкой и выполненный с возможностью предоставления высокочастотного тока на индукционную катушку. В данном случае материал провода, образующий индукционную катушку, имеет поперечное сечение, содержащее основную часть, при этом основная часть имеет продольное удлинение в направлении магнитной оси и латеральное удлинение, перпендикулярное магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения основной части. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к индукционно нагреваемым курительным устройствам, при этом аэрозоль может быть сгенерирован посредством индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль.

В электрически нагреваемых устройствах постоянным ограничением является ограниченное количество энергии, доступное от батареи, предусмотренной в устройстве. Тенденция к миниатюризации данных устройств оказывает дополнительное влияние на данные источники питания. Для оптимизации использования энергии был предложен индукционный нагрев. Посредством индукционного нагрева могут быть достигнуты лучшая передача энергии в часть устройства, которая должна быть нагрета, и лучшее преобразование энергии в тепло. Однако миниатюризированные электрические курительные устройства все еще необходимо часто заряжать, что может являться неудобным для пользователя.

Следовательно, существует необходимость в улучшенных устройствах индукционного нагрева для генерирования аэрозоля. В частности, существует необходимость в данных устройствах в отношении энергоэффективности.

В соответствии с аспектом изобретения предусмотрено устройство индукционного нагрева для генерирования аэрозоля. Устройство содержит корпус устройства, содержащий полость, имеющую внутреннюю поверхность для вмещения по меньшей мере части вставки, образующей аэрозоль, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник. Корпус устройства дополнительно содержит индукционную катушку, имеющую магнитную ось, при этом индукционная катушка расположена таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть полости. Устройство дополнительно содержит источник питания, соединенный с индукционной катушкой и выполненный с возможностью предоставления высокочастотного тока на индукционную катушку. Материал провода, образующий индукционную катушку, имеет поперечное сечение, содержащее основную часть. Основная часть имеет продольное удлинение в направлении магнитной оси и латеральное удлинение, перпендикулярное магнитной оси. Предпочтительно, латеральное удлинение, перпендикулярное магнитной оси, проходит в радиальном направлении. Продольное удлинение основной части поперечного сечения длиннее латерального удлинения основной части поперечного сечения. Проще говоря, форма материала провода является сплюснутой, полностью или по меньшей мере в основной части, по сравнению с традиционной спиральной индукционной катушкой, образованной посредством провода круглого поперечного сечения. Таким образом, материал провода в основной части проходит вдоль магнитной оси катушки и в незначительной степени в радиальном направлении. Посредством данной меры потеря энергии в индукционной катушке может быть уменьшена. В частности, может быть уменьшена потеря емкости. Емкость двух электрически заряженных объектов прямо пропорциональна площади поверхности двух соседних поверхностей, в данном случае сторон соседних обмоток или витков, которые обращены друг к другу в индукционной катушке. Таким образом, потеря емкости уменьшается посредством уменьшения удлинения обмотки в перпендикулярном направлении.

Предпочтительно, основная часть имеет форму прямоугольника. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления основная часть полностью образует поперечное сечение материала провода. В данных вариантах осуществления индукционная катушка спирально образуется посредством материала провода, имеющего прямоугольное поперечное сечение, таким образом, образует спиральную плоскую катушку (плоскую в отношении формы материала провода). Данные индукционные катушки легко изготовить. Наряду с уменьшенной потерей энергии они имеют дополнительное преимущество в минимизации наружного диаметра индукционной катушки. Это позволяет минимизировать устройство. Пространство, полученное посредством предоставления плоской катушки, может быть также использовано для предоставления магнитного экранирования без изменения размера устройства или даже с дополнительной минимизацией устройства.

При использовании устройства в соответствии с изобретением индукционная катушка расположена в корпусе устройства, окружающем полость. Это удобно, поскольку индукционная катушка может быть расположена таким образом, чтобы не соприкасаться с полостью или любым материалом, вставленным в полость. Индукционная катушка может быть полностью встроена в корпус, например, сформована в материале корпуса. Индукционная катушка защищена от внешних воздействий и может быть жестко установлена в корпусе. Кроме того, полость может быть полностью пустой, когда вставка не размещена в полости. Это может не только обеспечить и упростить очистку полости, но и всего устройства без вероятности повреждения частей устройства. Также в полости отсутствуют элементы, которые могут быть повреждены при вставке или удалении вставки в и из полости или которые могут нуждаться в очистке.

В соответствии с еще одним аспектом устройства в соответствии с изобретением поперечное сечение содержит вторичную часть. Вторичная часть имеет продольное удлинение в направлении, перпендикулярном магнитной оси, и латеральное удлинение в направлении магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения вторичной части. Латеральное удлинение вторичной части всегда меньше продольного удлинения основной части и продольное удлинение вторичной части всегда больше латерального удлинения основной части. Посредством этого поперечное сечение материала провода может выдерживаться большим, при этом все еще уменьшая потерю энергии в индукционной катушке. Емкость также обратно пропорциональна расстоянию соседних поверхностей. Таким образом, емкость может быть уменьшена посредством увеличения расстояния между соседними поверхностями. Предпочтительно, индукционная катушка изготовлена из материала провода равномерного размера, так что обмотки индукционной катушки являются по существу идентичными. Если материал провода оснащен вторичной частью с увеличенным удлинением в радиальном направлении, тогда данные вторичные части отдельных обмоток дистанцируются друг от друга. Они дистанцируются друг от друга не только посредством расстояния между соседними обмотками, как в традиционных индукционных катушках, но также посредством длины продольного удлинения основной части.

Предоставление вторичной части может также предоставить дополнительное пространство между индукционной катушкой и наружной стенкой корпуса устройства или также между отдельными обмотками. В данном пространстве, полученном посредством миниатюризации размеров катушки, может быть расположен, например, экранирующий материал.

Предпочтительно, поперечное сечение материала провода, имеющего основную часть и вторичную часть, имеет L-образную форму.

Предпочтительно, индукционная катушка расположена рядом с полостью для нахождения рядом с токоприемником, вставленным внутрь полости, который должен быть нагрет электромагнитным полем, сгенерированным индукционной катушкой. Таким образом, если поперечное сечение материала провода индукционной катушки содержит вторичную часть, при этом продольное удлинение вторичной части превышает латеральное удлинение основной части поперечного сечения, вторичная часть предпочтительно проходит в направленном наружу радиальном направлении индукционной катушки. Посредством этого возможно гарантирование того, что основная часть является частью поперечного сечения, ближайшего к полости.

Еще одной формой поперечного сечения материала провода может являться T-образная форма. В данном случае T расположена перевернутым образом и "верхняя часть" T образует основную часть и расположена параллельно продольной оси полости.

Еще одной формой поперечного сечения является треугольник, при этом основание треугольника расположено параллельно магнитной оси индукционной катушки и параллельно продольной оси полости. Форма индукционных катушек в соответствии с изобретением может быть в целом определена наличием поперечного сечения, имеющего максимальное продольное удлинение, образующее одну сторону поперечного сечения. В данном случае материал провода расположен таким образом, что максимальное продольное удлинение поперечного сечения материала провода проходит параллельно магнитной оси индукционной катушки. В данном случае материал провода также окружает полость таким образом, что максимальное продольное удлинение поперечного сечения материала провода расположено максимально близко к полости. Любое дополнительное продольное удлинение поперечного сечения равняется, например, в плоских катушках, или меньше, например, в индукционных катушках треугольной формы, максимального продольного удлинения.

В соответствии с еще одним аспектом устройства в соответствии с изобретением материал провода индукционной катушки изготовлен из провода типа литцендрат или является кабелем типа литцендрат. В материалах типа литцендрат провод или кабель изготовлен из отдельных изолированных проводов, например, связанных посредством скручивания или сплетенных. Материалы типа литцендрат являются особенно подходящими для проведения переменных токов. Отдельные провода предназначены для уменьшения потерь при поверхностном эффекте и эффекте близости в проводниках при более высоких частотах и позволяют внутреннему пространству материала провода индукционной катушки способствовать проводимости индукционной катушки.

Высокочастотный ток, обеспеченный источником питания, протекающий через индукционную катушку, может иметь частоты в диапазоне от 1 МГц до 30 МГЦ, предпочтительно в диапазоне от 1 МГЦ до 10 МГЦ, еще более предпочтительно в диапазоне от 5 МГц до 7 МГц. Термин "в диапазоне от" в данном контексте понимается в явной форме, также раскрывающей соответствующие предельные значения.

В соответствии с дополнительным аспектом устройства в соответствии с изобретением индукционная катушка содержит от трех до пяти обмоток. В данных вариантах осуществления предпочтительно поперечное сечение материала провода или его основная часть соответственно образует плоский прямоугольник. Посредством этого индукционная катушка достаточной длины может быть изготовлена очень эффективным образом. Изготовление становится особенно эффективным, если индукционная катушка является плоской катушкой и кабель типа литцендрат используется для образования индукционной катушки.

Данные размеры для основной части или для плоской катушки должны находиться в оптимизированном диапазоне для изготовления индукционной катушки для использования в устройстве в соответствии с изобретением. В частности, данные размеры оптимизированы для индукционной катушки для использования в индукционно нагреваемом курительном устройстве.

В соответствии с еще одним аспектом устройства в соответствии с изобретением устройство дополнительно содержит магнитный экран, обеспеченный между наружной стенкой корпуса устройства и индукционной катушкой. Магнитный экран, обеспеченный снаружи индукционной катушки, может минимизировать электромагнитное поле, достигающее внутренней части устройства. Предпочтительно, магнитный экран окружает индукционную катушку. Такой экран может быть получен посредством выбора материала самого корпуса устройства. Магнитный экран может быть, например, обеспечен в виде листового материала или внутреннего покрытия наружной стенки корпуса устройства. Экран может также являться, например, двух- или трехслойным экранирующим материалом, например, мю-металлом, для улучшения эффекта экранирования. Предпочтительно, материал экрана имеет высокую магнитную проницаемость и может являться ферромагнитным материалом. Материал магнитного экрана может быть также расположен между отдельными обмотками индукционной катушки. Предпочтительно, экранирующий материал затем обеспечивается при наличии между вторичными частями поперечного сечения материала провода. Посредством этого пространство между вторичными частями может быть использовано для магнитного экранирования. Предпочтительно, экранирующий материал, обеспеченный между обмотками, имеет вид частиц.

Магнитный экран может также иметь функцию магнитного концентратора, таким образом, притягивая и направляя магнитное поле. Такой концентратор поля может быть обеспечен в сочетании с, в дополнение к или отдельно от магнитного экранирования, как описано выше.

В соответствии с аспектом устройства в соответствии с изобретением кольцевая часть внутренней поверхности полости и индукционная катушка имеют цилиндрическую форму. В такой компоновке распределение магнитного поля является в основном равномерным внутри полости. Таким образом, может быть достигнут регулярный или симметричный нагрев вставки, образующей аэрозоль, размещенной в полости, в зависимости от расположения токоприемника. Кроме того, упрощается очистка цилиндрической полости, поскольку присутствует лишь несколько кромок или они вовсе отсутствуют, где может застрять грязь или остатки.

Предпочтительно, вставка, генерирующая аэрозоль, плотно вмещается в полость корпуса устройства, так что она может удерживаться внутренней поверхностью полости. Внутренняя поверхность полости или корпуса устройства может быть также образована таким образом, чтобы предоставить лучшее удерживание вставленной вставки. В соответствии с еще одним аспектом устройства в соответствии с изобретением корпус устройства содержит удерживающие элементы для удерживания вставки, образующей аэрозоль, в полости, когда вставка, образующая аэрозоль, размещается в полости. Данные удерживающие элементы могут, например, являться выступами на внутренней поверхности полости, проходящими внутрь полости. Предпочтительно, выступы расположены в дальней области полости, рядом с или на отверстии для вставки, где вставка, образующая аэрозоль, вставляется в полость корпуса устройства. Например, вставка может иметь вид проходящих по окружности ребер или частичных ребер. Выступы могут также выполнять функцию выравнивающих элементов для способствования введению вставки в полость. Предпочтительно, выравнивающие элементы имеют вид продольных ребер, проходящих продольно вдоль кольцевой части внутренней поверхности полости. Выступы могут быть также расположены на штифте, например, проходящем в радиальном направлении. Предпочтительно, удерживающие элементы обеспечивают определенный захват вставки, так что вставка не выпадает из полости, даже если устройство удерживается в перевернутом положении. Однако удерживающие элементы высвобождают вставку снова предпочтительно без повреждения вставки, если к вставке прилагается определенное усилие для высвобождения.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения также предусмотрена система индукционного нагрева и генерирования аэрозоля. Система включает устройство с индукционной катушкой, как описано в данной заявке, и включает вставку, образующую аэрозоль, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник. Субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости устройства и расположен в ней таким образом, что токоприемник вставки, образующей аэрозоль, индукционно нагревается электромагнитными полями, сгенерированными индукционной катушкой.

Аспекты и преимущества устройства были описаны выше и не будут повторяться.

Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно является субстратом, способным высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения высвобождаются путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или содержать как твердые, так и жидкие компоненты.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может являться матрицей соли никотина. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак и предпочтительно табакосодержащий материал, содержит летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал.

Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5% по сухому весу, и предпочтительно превышающее от 5 до 30 вес. % по сухому весу.

Субстрат, образующий аэрозоль, в качестве альтернативы может содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может являться любым подходящим известным соединением или смесью соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые при рабочей температуре устройства, генерирующего аэрозоль, по существу обладают стойкостью к термической деградации. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, помимо всего прочего: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Особенно предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.

Токоприемник является проводником, который может быть индукционно нагрет. Токоприемник способен поглощать электромагнитную энергию и преобразовывать ее в тепло. В системе в соответствии с изобретением переменное электромагнитное поле, сгенерированное одной или несколькими индукционными катушками, нагревает токоприемник, который затем передает тепло на субстрат, образующий аэрозоль, вставки, образующей аэрозоль, главным образом посредством теплопроводности. Для этого, токоприемник находится в тепловой близости от материала субстрата, образующего аэрозоль. Форма, тип, распределение и расположение одного или нескольких токоприемников могут быть выбраны в соответствии с требованиями пользователя.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления вставка, образующая аэрозоль, является картриджем, содержащим токоприемник и содержащим жидкость, предпочтительно, содержащим никотин. В некоторых других предпочтительных вариантах осуществления вставка, образующая аэрозоль, является содержащим табачный материал блоком, содержащим токоприемник. Содержащий табачный материал блок может являться блоком, содержащим токоприемник и табачный штранг, изготовленный из гомогенизированного табачного материала. Содержащий табачный материал блок может дополнительно содержать фильтр, расположенный на конце, подносимом ко рту, содержащего табачный материал блока.

Поскольку полость в корпусе устройства в соответствии с изобретением может иметь простую открытую форму, например, форму трубчатого стакана, изготовление вставки, которая должна быть вставлена в полость, может быть также упрощено. Такая вставка может, например, иметь трубчатую форму.

Далее изобретение описано в отношении вариантов осуществления, которые проиллюстрированы с помощью следующих чертежей, где

на фиг. 1 показано схематическое изображение устройства индукционного нагрева, содержащего плоскую индукционную катушку с субстратом, образующим аэрозоль, вставленным в полость устройства;

на фиг. 2 показана секция поперечного сечения фрагмента устройства индукционного нагрева, например, показанного на фиг. 1, при этом полость окружена плоской индукционной катушкой и магнитным экранированием;

на фиг. 3 показан вариант осуществления плоской индукционной катушки, имеющей квадратный диаметр;

на фиг. 4 показана секция поперечного сечения фрагмента устройства индукционного нагрева, при этом полость окружена индукционной катушкой L-образной формы;

на фиг. 5 показан фрагмент полости, окруженной индукционной катушкой перевернутой T-образной формы;

на фиг. 6 показан фрагмент полости, окруженной индукционной катушкой треугольной формы.

На фиг. 1 схематически показаны устройство 1 индукционного нагрева и вставка 2, образующая аэрозоль, которые в установленном состоянии вставки 2, образующей аэрозоль, образуют систему индукционного нагрева. Устройство 1 индукционного нагрева содержит корпус 10 устройства с дальним концом, имеющим контакты 101, например, стыковочный порт или штырь, для соединения внутреннего источника 11 электропитания с внешним источником питания (не показанным), например, зарядным устройством. Внутренний источник 11 питания, например, перезаряжаемая батарея 11, обеспечен внутри корпуса устройства в дальней области корпуса 10.

Ближний конец корпуса устройства имеет отверстие 102 для вставки 2, образующей аэрозоль, в полость 13. Полость 13 образована внутри корпуса устройства в ближней области корпуса устройства. Полость 13 выполнена с возможностью извлекаемого вмещения вставки 2, образующей аэрозоль, внутрь полости 13. Спиральная индукционная катушка 15 расположена внутри устройства между наружной стенкой 103 корпуса 10 устройства и боковыми стенками 131 полости. Магнитная ось индукционной катушки 15 соответствует продольной оси 400 полости 13, которая в данном варианте осуществления снова соответствует продольной оси устройства 1. Варианты осуществления полости, индукционной катушки и ближней области корпуса устройства будут также более подробно описаны на фиг. 2-6 далее.

Устройство 1 дополнительно содержит электронику 12, например, печатную плату со схемой. Питание на электронику 12, а также индукционную катушку 15 подается от внутреннего источника 11 питания. Соответственно, элементы взаимосвязаны. Электрические соединения 150 с или от индукционной катушки 15 проведены внутри корпуса, но снаружи полости 13. Индукционная катушка 15 не соприкасается с полостью 13 или каким-либо элементом, который может быть расположен или присутствует внутри полости. Таким образом, любые электрические компоненты могут находиться отдельно от элементов или процессов в полости 13. Это может быть сам блок 2, образующий аэрозоль, но также особенно и остатки, появляющиеся в результате нагрева блока или его частей и в результате процесса, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно, отделение полости 13 и дальней области устройства 1 от электроники 12 и источника 11 питания является герметичным. Однако вентиляционные отверстия для обеспечения потока воздуха в непосредственном направлении устройства 1 могут быть обеспечены в стенках 130, 131 полости и/или в корпусе устройства.

Полость 13 имеет внутреннюю поверхность, образованную стенками 130, 131 полости. Один открытый конец полости 13 образует отверстие 102 для вставки. Через отверстие для вставки блок 2, образующий аэрозоль, например, табачный штранг или картридж, содержащий аэрозоль, может быть вставлен в полость 13. Такой блок, образующий аэрозоль, располагается в полости таким образом, что токоприемник 22 блока, если блок размещен в полости 13, индукционно нагревается электромагнитными полями, сгенерированными в индукционной катушке 15, и токами, вызванными в токоприемнике. Нижняя стенка 131 полости 13 может образовывать механический упор при введении блока 2.

Вставка, образующая аэрозоль, может, например, содержать субстрат, образующий аэрозоль, например, табачный материал и штранг 20, содержащий вещество для образования аэрозоля. Вставка 2 содержит токоприемник 22 для индукционного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, и может содержать сигаретный фильтр 21. Электромагнитные поля, сгенерированные индукционной катушкой, индукционно нагревают токоприемник в субстрате 20, образующем аэрозоль. Тепло токоприемника передается на вставку, образующую аэрозоль, таким образом, испаряя компоненты, которые могут образовывать аэрозоль, для вдыхания пользователем.

На фиг. 2 показано увеличенное поперечное сечение полости 13 устройства индукционного нагрева, например, устройства индукционного нагрева, показанного на фиг. 1. Полость образована боковыми стенками 131 и нижней стенкой 130 полости и имеет отверстие 102 для вставки. Между боковыми стенками 131 полости и наружной стенкой 103 корпуса 10 устройства располагается плоская индукционная катушка 15. Плоская индукционная катушка 15 является спиральной катушкой и проходит вдоль длины или части длины полости. Предпочтительно, наружная стенка 103, корпус 10 устройства, плоская индукционная катушка 15 и полость 13 имеют трубчатую форму и расположены концентрически. Плоская индукционная катушка может быть встроена в корпус устройства. Предпочтительно, плоская индукционная катушка изготовлена из плоского провода или кабеля типа литцендрат. Предпочтительно, материалом индукционной катушки является медь.

Полость 13 может быть оснащена удерживающими элементами для удерживания блока, образующего аэрозоль, в полости. Удерживающие элементы в виде кольцеобразно расположенного выступа 132 проходят внутрь полости. Стенки 131 полости и корпус 10 устройства могут быть изготовлены из одного материала и предпочтительно изготовлены из пластмассового материала. Предпочтительно, стенки 130, 131 полости образованы целиком, например, посредством инжекционного формования.

Большое удлинение 151 обмоток 150 индукционной катушки в продольном направлении обеспечивает генерирование достаточно равномерного электромагнитного поля внутри катушки и вдоль магнитной оси 400 катушки. Однако узкое удлинение 152 обмоток индукционной катушки в радиальном направлении ограничивает потери емкости. Это также позволяет либо увеличить диаметр полости 13, либо ограничить диаметр устройства 1.

Лист экранирующего материала 17 концентрически расположен между индукционной катушкой 15 и стенкой 103 корпуса. Лист материала выполняет функцию магнитного экрана. Предпочтительно, экранирующий материал имеет высокую магнитную проницаемость, так что индуцирующее поле может попасть на экранирующий материал и быть направлено внутрь экранирующего материала. Предпочтительно, мю-металл используется в качестве листового материала.

Уровень уменьшения поля снаружи листового материала 17 зависит от проницаемости магнитного материала, из которого изготовлен экран, толщины данного материала, который предоставляет магнитопроводящий путь, и частоты флуктуации магнитного поля. Таким образом, листовой материал и его расположение могут быть приспособлены для конкретного использования и применения. Листовой материал может быть также использован для блокировки магнитных полей, например, посредством использования образования вихревых токов в экранирующем материале. Данный способ экранирования является особенно подходящим при более высоких частотах. Для таких экранов используется электропроводящий материал.

В дополнение к листу экранирующего материала 17, дополнительный экранирующий материал в виде материала 18 в виде частиц может быть также обеспечен между экранирующим материалом 17 и стенкой 103 корпуса. Предпочтительно, материал 18 в виде частиц является материалом концентратора поля и расположен между обмотками 150 индукционной катушки 15.

На фиг. 3 показана плоская спиральная индукционная катушка 15, изготовленная из кабеля типа литцендрат. Индукционная катушка 15 имеет три обмотки 150 и длину приблизительно 22 мм. Сама индукционная катушка 15 имеет квадратную форму.

На фиг. 4 показано увеличенное поперечное сечение полости 13 устройства индукционного нагрева, например, описанного в отношении фиг. 1. Для одинаковых или подобных элементов используются такие же номера позиций, как и на фиг. 2.

Между боковыми стенками 131 полости и корпусом 10 устройства или наружной стенкой 103 располагается индукционная катушка 25 L-образной формы. Индукционная катушка 25 является спиральной катушкой, при этом материал обмотки, из которого изготовлена индукционная катушка 25 L-образной формы, имеет поперечное сечение L-образной формы.

Индукционная катушка 25 L-образной формы проходит вдоль длины или части длины полости 13. Предпочтительно, корпус 10 устройства по меньшей мере в области полости, индукционная катушка 25 L-образной формы и полость 13 имеют трубчатую форму и расположены концентрически. Индукционная катушка L-образной формы расположена внутри корпуса 10 устройства и может быть встроена в него.

"Нижняя часть" 251 "L" (или основная часть поперечного сечения) может иметь такой же размер, как и, например, длина плоской индукционной катушки, как описано в отношении фиг. 2 и 3. Предпочтительно "ножка" 252 "L" (или вторичная часть поперечного сечения) имеет такое же или меньшее удлинение 255 в радиальном направлении, чем "нижняя часть" в продольном направлении.

Также, потеря емкости между отдельными обмотками 250 меньше, чем при использовании аналогичного провода круглой формы, используемого для обычных индукционных катушек. Расстояние 253 между ножками 252 обмоток 150 (или вторичными частями с большим удлинением в радиальном направлении) намного больше, чем расстояние 254 между соседними обмотками 150. Поверхность между обмотками 150, которые находятся непосредственно рядом друг с другом и обращены друг к другу, преобладает над достаточно плоской "нижней частью" (или основной частью поперечного сечения) обмотки L-образной формы.

В пространстве, образованном L индукционной катушки 25 L-образной формы, и между отдельными обмотками расположен материал 18 концентратора.

На фиг. 5 и 6 показаны два дополнительных варианта осуществления поперечных сечений индукционной катушки. На фиг. 5 поперечное сечение имеет перевернутую T-образную форму. "Верхняя часть" 351 является частью индукционной катушки, расположенной максимально близко к полости 13. "Верхняя часть" T расположена параллельно боковой стенке 131 полости 13 или продольной центральной оси 400 полости.

"Ножка" 352 T проходит в радиальном направлении относительно центральной оси 400 полости 13. Также, расстояние 253 между ножками T больше и предпочтительно приблизительно в два - три раза больше расстояния 254 между отдельными обмотками 351 индукционной катушки 35. Материал 18 концентратора обеспечен между обмотками 351 индукционной катушки 35. Материал 18 концентратора может удерживаться на месте "ножками" поперечного сечения T-образной формы материала индукционной катушки 35.

Как показано на фиг. 6, поперечное сечение индукционной катушки 45 может иметь треугольную форму. Основание 451 треугольника расположено параллельно боковой стенке 131 полости 13. Основание 451 является наибольшим удлинением треугольника в продольном направлении полости 13 и расположено максимально близко к полости 13. Верхушка 452 треугольника является наименьшим удлинением треугольника в продольном направлении и расположена максимально удаленно от полости. Верхушки 452 направлены от полости. Также, расстояние 253 между верхушками 452 превышает расстояние 254 между соседними обмотками 45.

Радиальное удлинение 255 треугольника может быть меньше или больше продольного удлинения (основания 451) треугольника, но предпочтительно меньше для поддержания небольшого диаметра индукционной катушки 45.

Компоновки индукционной катушки, а также устройство индукционного нагрева показаны исключительно в качестве примера. Вариации, например, длина, количество обмоток, расположение или толщина индукционной катушки, могут быть применены в зависимости от требования пользователя или блока, образующего аэрозоль, который должен быть нагрет и использован вместе с устройством.

Claims (19)

1. Устройство индукционного нагрева для генерирования аэрозоля, при этом устройство содержит:

- корпус устройства, содержащий полость, имеющую внутреннюю поверхность, для вмещения по меньшей мере части вставки, образующей аэрозоль, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник, при этом корпус устройства дополнительно содержит индукционную катушку, имеющую магнитную ось, индукционная катушка расположена таким образом, чтобы окружать по меньшей мере часть полости;

- источник питания, соединенный с индукционной катушкой и выполненный с возможностью предоставления высокочастотного тока на индукционную катушку,

при этом материал провода, образующий индукционную катушку, имеет поперечное сечение, содержащее основную часть, основная часть имеет продольное удлинение в направлении магнитной оси и латеральное удлинение, перпендикулярное магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения основной части.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основная часть имеет форму прямоугольника.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основная часть полностью образует поперечное сечение материала провода.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что основная часть полностью образует поперечное сечение материала провода.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поперечное сечение материала провода дополнительно содержит вторичную часть, при этом вторичная часть имеет продольное удлинение в направлении, перпендикулярном магнитной оси, и латеральное удлинение в направлении магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения вторичной части.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что поперечное сечение материала провода дополнительно содержит вторичную часть, при этом вторичная часть имеет продольное удлинение в направлении, перпендикулярном магнитной оси, и латеральное удлинение в направлении магнитной оси, при этом продольное удлинение длиннее латерального удлинения вторичной части.

7. Устройство по п. 5 или 6, отличающееся тем, что поперечное сечение материала провода имеет L-образную форму.

8. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что материал провода индукционной катушки изготовлен из провода типа литцендрат или является кабелем типа литцендрат.

9. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что индукционная катушка содержит от трех до пяти обмоток.

10. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что дополнительно содержит магнитный экран, обеспеченный между наружной стенкой корпуса устройства и индукционной катушкой.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что магнитный экран окружает индукционную катушку в виде листового материала или внутреннего покрытия наружной стенки корпуса устройства.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что магнитный экран расположен между отдельными обмотками индукционной катушки.

13. Устройство по любому из пп. 1-6, 11, 12, отличающееся тем, что кольцевая часть внутренней поверхности полости и индукционная катушка имеют цилиндрическую форму.

14. Устройство по любому из пп. 1-6, 11, 12, отличающееся тем, что корпус устройства содержит удерживающие элементы для удерживания вставки, образующей аэрозоль, в полости, когда вставка, образующая аэрозоль, размещается в полости.

15. Система индукционного нагрева и генерирования аэрозоля, включающая устройство по любому предшествующему пункту и вставку, образующую аэрозоль, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, и токоприемник, отличающаяся тем, что субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости устройства и расположен в ней таким образом, что токоприемник вставки, образующей аэрозоль, индукционно нагревается электромагнитными полями, сгенерированными индукционной катушкой.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что вставка, образующая аэрозоль, является одним из следующего: картриджем, содержащим токоприемник и жидкость, предпочтительно содержащим никотин, и содержащим табачный материал блоком, содержащим токоприемник.

Images