RU2815805C1 - Method of making package containing consumable material for use in aerosol production device - Google Patents

Method of making package containing consumable material for use in aerosol production device Download PDF

Info

Publication number
RU2815805C1
RU2815805C1 RU2022127655A RU2022127655A RU2815805C1 RU 2815805 C1 RU2815805 C1 RU 2815805C1 RU 2022127655 A RU2022127655 A RU 2022127655A RU 2022127655 A RU2022127655 A RU 2022127655A RU 2815805 C1 RU2815805 C1 RU 2815805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
consumable
package
pantograph
block
aerosol
Prior art date
Application number
RU2022127655A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Чинхак ЧУН
Уильям БАРТКОВСКИЙ
Дэвид КРОСБИ
Дэвид УЭЙН
Джерард ШУДАЛЛ
Original Assignee
СиКЕНС ТЕКНОЛОДЖИС, ИНК.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СиКЕНС ТЕКНОЛОДЖИС, ИНК. filed Critical СиКЕНС ТЕКНОЛОДЖИС, ИНК.
Application granted granted Critical
Publication of RU2815805C1 publication Critical patent/RU2815805C1/en

Links

Abstract

FIELD: packing.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing a package containing a consumable material for use in an aerosol production device. Method of making a package includes: combining a current collector with a consumable to form a unit containing the consumable; coating the block containing the consumable; heating of coating for hardening of shell around block containing consumable material. Shell is porous, as a result of which a package containing consumable material is obtained.
EFFECT: providing tight packing of consumable material.
5 cl, 88 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Настоящее изобретение относится к способам, составам и устройствам для аэрозолизации лекарственных средств с помощью высокотемпературного негорючего способа индукционного нагрева и их применениям. Настоящее изобретение дополнительно относится к способам и устройствам для получения аэрозоля из табака и/или других немедицинских веществ с использованием аналогичных способов.The present invention relates to methods, compositions and devices for aerosolizing drugs using a high-temperature non-flammable induction heating method and their applications. The present invention further relates to methods and apparatus for producing an aerosol from tobacco and/or other non-medicinal substances using similar methods.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND ART

Столкнувшись с состоянием, вызывающим физический дискомфорт, таким как болезненное состояние, расстройство, недомогание, нарушения нормального функционирования организма и тому подобное, большинство людей используют лекарственные средства, такие как лекарства, добавки, травы и т. п., для немедленного облегчения симптомов, возникающих в результате основного заболевания. Существуют определенные легальные и широко доступные, отпускаемые без рецепта (over-the-counter, OTC) лекарственные препараты и добавки, которые оказывают благотворное воздействие при различных распространенных заболеваниях. Существуют также определенные контролируемые наркотические и фармацевтические препараты, назначаемые врачами при различных более серьезных заболеваниях.When faced with a condition causing physical discomfort, such as a painful condition, disorder, ailment, disruption of the normal functioning of the body and the like, most people use medicinal remedies such as drugs, supplements, herbs, etc. to immediately relieve the symptoms experienced as a result of the underlying disease. There are certain legal and widely available over-the-counter (OTC) medications and supplements that provide benefits for a variety of common conditions. There are also certain controlled drugs and pharmaceuticals prescribed by doctors for a variety of more serious conditions.

Одним из наиболее распространенных способов введения этих OTC и отпускаемых по рецепту лекарственных препаратов является пероральное введение. Однако, как и при любой пероральной доставке лекарственного препарата, оно должно проходить через пищеварительный тракт. Существует ряд недостатков перорального введения. Например, поскольку лекарственное средство должно проходить через пищеварительную систему, начало активации лекарственного средства происходит медленно. В дополнение в пищеварительном тракте лекарственное средство может быть инактивировано или разрушено и, следовательно, может потерять свою активность или эффективность. Само лекарственное средство также может вызывать проблемы в пищеварительном тракте или побочные эффекты, такие как потеря аппетита, диарея, повышенная кислотность и т. п. Кроме того, пациенты могут неохотно глотать пероральные лекарственные препараты в виде таблеток или неспособны сделать это. One of the most common routes of administration of these OTC and prescription drugs is oral administration. However, as with any oral drug delivery, it must pass through the digestive tract. There are a number of disadvantages to oral administration. For example, because a drug must pass through the digestive system, the onset of drug activation occurs slowly. In addition, in the digestive tract, the drug may be inactivated or destroyed and therefore may lose its activity or effectiveness. The drug itself may also cause digestive tract problems or side effects such as loss of appetite, diarrhea, acidity, etc. Additionally, patients may be reluctant or unable to swallow oral medications in tablet form.

Определенные лекарственные препараты предназначены для воздействия на мозг или на его действия или деятельность, но, учитывая общепринятый способ попадания внутрь – желудочно-кишечный, внутривенный или внутримышечный – эти лекарственные препараты также могут иметь различные неприятные побочные эффекты из-за характера попадания внутрь или инъекции. Они включают, но без ограничения, желудочно-кишечные осложнения, расстройства пищеварения, высокое кровяное давление и/или головные боли, а также нежелание пользователей самостоятельно вводить лекарственные препараты путем инъекций.Certain medications are designed to affect the brain or its actions or activities, but given the common route of ingestion—gastrointestinal, intravenous, or intramuscular—these medications can also have a variety of unpleasant side effects due to the nature of ingestion or injection. These include, but are not limited to, gastrointestinal complications, digestive disorders, high blood pressure and/or headaches, and reluctance of users to self-administer medications by injection.

Существуют и другие способы доставки, такие как внутрикожные инъекции, наложения пластыря, ингаляции и т. п. Каждый из них имеет свои собственные преимущества и недостатки. Следовательно, все еще существуют возможности для улучшения способов введения лекарственных препаратов.There are other delivery methods such as intradermal injections, patches, inhalation, etc. Each of them has its own advantages and disadvantages. Therefore, there is still room for improvement in drug administration methods.

Например, существуют разновидности лекарственных препаратов, которые являются более безопасными, более эффективными и более действенными в отношении как безопасности, так и эффективности, если их попадание внутрь осуществляется путем вдыхания аэрозоля, такого как газ, пар, спрей и любое другое средство для ингаляции, содержащее лекарственное средство или его активный ингредиент, а не путем желудочно-кишечной, внутривенной или внутримышечной доставки.For example, there are types of drugs that are safer, more effective, and more effective in terms of both safety and effectiveness when ingested by inhalation of an aerosol such as gas, steam, spray, or any other inhalant containing drug or its active ingredient and not by gastrointestinal, intravenous or intramuscular delivery.

Дополнительно определенные способы аэрозолизации и доставки этих лекарственных препаратов также имеют недостатки, в частности те, которые превращают в аэрозоль сам лекарственный препарат, изменяя молекулярную или химическую структуру лекарственного препарата, или те, которые могут быть превращены в аэрозоль при высокой температуре — увеличивая продолжительность нагрева и повышая риск изменения молекулярной или химической структуры активного ингредиента. Другие недостатки текущих методик аэрозолизации включают транспортировку, хранение и продажу некоторых из этих лекарственных препаратов в картриджах, которые подвержены протеканию и во многих случаях спроектированы и изготовлены из материалов картриджей, которые не являются экологически чистыми, содержат пластмассы и другие материалы, которые не поддаются биологическому разложению. Additionally, certain methods of aerosolization and delivery of these drugs also have disadvantages, particularly those that aerosolize the drug itself, changing the molecular or chemical structure of the drug, or those that can be aerosolized at high temperatures - increasing the duration of heating and increasing the risk of changes in the molecular or chemical structure of the active ingredient. Other disadvantages of current aerosolization techniques include transporting, storing and selling some of these drugs in cartridges that are susceptible to leaking and, in many cases, are designed and manufactured from cartridge materials that are not environmentally friendly, contain plastics and other materials that are not biodegradable .

Чтобы гарантировать то, что лекарственный препарат доставлен неизменным с помощью высокотемпературного негорючего индукционного способа, предпочтительно, чтобы способ аэрозолизации не изменял химическую или фундаментальную молекулярную структуру лекарственного препарата или других материалов, из которых состоит лекарственный препарат, или, если такие изменения происходят, чтобы они не влияли на эффективность лекарственного препарата и/или не улучшали его. To ensure that the drug product is delivered unchanged by the high-temperature, non-flammable induction method, it is preferable that the aerosolization method does not alter the chemical or fundamental molecular structure of the drug product or other materials of which the drug product is composed, or, if such changes occur, that they do not affected the effectiveness of the drug and/or did not improve it.

Следовательно, все еще существует необходимость в улучшении способов введения лекарственных препаратов. В частности, все еще существует необходимость в улучшении способов аэрозолизации лекарственных препаратов для ингаляций, которые также предоставляли бы дополнительное преимущество дозирования, контроля и отмеривания точных доз в ингаляторах без разрушения активного ингредиента или добавления других химических веществ в аэрозоль в результате неэффективности использования энергии или увеличения продолжительности нагрева. Существует также необходимость в расходных вариантах осуществления, которые поддаются биологическому разложению и не содержат материалов, которые не соответствуют экологически безопасной утилизации.Therefore, there is still a need to improve methods of drug administration. In particular, there is still a need for improved methods of aerosolizing inhaled drugs that would also provide the added benefit of dispensing, controlling and metering precise doses into inhalers without destroying the active ingredient or adding other chemicals to the aerosol resulting in energy inefficiencies or increased duration heating There is also a need for consumable embodiments that are biodegradable and do not contain materials that are not suitable for environmentally safe disposal.

В дополнение к медицинским системам доставки, устройства нагрева без горения (HNB) представляют собой тип устройства, обычно используемого для нагрева табака при температурах ниже тех, которые вызывают горение, для создания аэрозоля, содержащего никотин и другие компоненты табака, который затем становится доступным пользователю устройства. В некоторых вариантах осуществления нагреваемый элемент или токоприемник размещают внутри твердого табачного изделия с катушкой, обернутой вокруг табачного изделия и токоприемника, чтобы заставить токоприемник нагреваться посредством индукционного механизма. В отличие от традиционных сигарет, цель состоит не в том, чтобы сжечь табак, а в том, чтобы нагреть табак в достаточной степени, чтобы высвободить никотин и другие составляющие за счет образования аэрозоля. Зажигание и горение сигареты создает нежелательные токсины, которых можно избежать, используя устройство HNB. Однако существует тонкий баланс между обеспечением достаточного тепла для эффективного высвобождения составляющих табака в аэрозольной форме и предотвращением горения или зажигания табака. Текущие устройства HNB на рынке не нашли этого баланса, либо нагревая табак при температурах, при которых образуется недостаточное количество аэрозоля, либо перегревая табак и создавая неприятную или «горелую» вкусоароматическую характеристику. Дополнительно текущая методология оставляет внутренние компоненты традиционных устройств HNB загрязненными побочными продуктами сжигания табака и побочными продуктами случайного сгорания.In addition to medical delivery systems, heated non-burn (HNB) devices are a type of device typically used to heat tobacco at temperatures below those that cause combustion to create an aerosol containing nicotine and other tobacco components, which is then made available to the user of the device . In some embodiments, a heated element or pantograph is placed within a solid tobacco product with a coil wrapped around the tobacco product and pantograph to cause the pantograph to be heated through an inductive mechanism. Unlike traditional cigarettes, the goal is not to burn the tobacco, but to heat the tobacco enough to release the nicotine and other constituents by creating an aerosol. Lighting and burning a cigarette creates unwanted toxins that can be avoided by using an HNB device. However, there is a delicate balance between providing sufficient heat to effectively release the tobacco constituents in aerosol form and preventing the tobacco from burning or igniting. Current HNB devices on the market have not found this balance, either heating the tobacco at temperatures that produce insufficient aerosol, or overheating the tobacco and creating an unpleasant or "burnt" flavor profile. Additionally, current methodology leaves the internal components of traditional HNB devices contaminated with tobacco combustion byproducts and accidental combustion byproducts.

Кроме того, для обеспечения быстрого и энергоэффективного перехода из твердого или жидкого состояния в аэрозольное с помощью высокотемпературного негорючего индукционного нагрева, состав должен быть выполнен таким образом, чтобы исключить поток воздуха между составом и токоприемником индуктивной системы.In addition, to provide rapid and energy efficient solid or liquid to aerosol transition using high temperature, non-flammable induction heating, the composition must be designed to eliminate air flow between the composition and the current collector of the inductive system.

По вышеуказанным причинам существует необходимость в устройстве, способе и составе, которые предоставляют пользователю возможность управлять мощностью устройства, что будет влиять на температуру, при которой табак будет нагреваться с помощью индукционного способа для снижения риска горения – даже при температурах, которые в противном случае были бы достаточными для зажигания – повышая при этом эффективность и вкусоароматическую характеристику производимого аэрозоля.For the above reasons, there is a need for a device, method and composition that provides the user with the ability to control the power of the device, which will influence the temperature at which the tobacco will be heated using the induction method to reduce the risk of burning - even at temperatures that would otherwise be sufficient for ignition - while increasing the efficiency and flavor characteristics of the produced aerosol.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕSHORT DESCRIPTION

Настоящее изобретение направлено на устройства, способы и состав для доставки расходного материала в аэрозольном состоянии для ингаляционного введения и попадания их внутрь с использованием высокотемпературного негорючего индукционного способа аэрозолизации варианта осуществления разработки и конфигурации состава. The present invention is directed to devices, methods and composition for delivering a consumable material in an aerosol state for inhalation administration and ingestion using a high-temperature non-flammable induction aerosolization method of an embodiment of the composition development and configuration.

В частности, настоящее изобретение направлено на дальнейшие улучшения устройств нагрева без горения, таких как описанные в предварительной заявке США № 63/000456, поданной 26 марта 2020 года, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. В целом, устройство нагрева без горения представляет собой устройство для преобразования расходного материала в аэрозоль, который содержит определенные его составляющие, но ограничивающий побочные продукты, наиболее часто связанные с горением, например, дым, золу, смолу и некоторые другие потенциально вредные химические вещества. Это осуществляется путем использования высокой температуры без горения расходных материалов за счет упаковки расходных материалов, содержащих внутренний токоприемник внутри оболочки. Это изобретение может включать позиционирование и постепенное продвижение тепла вдоль расходного табачного компонента с использованием индукционного нагревательного элемента, обернутого вокруг упаковки, содержащей расходный материал, для нагрева токоприемника, используя магнитное поле, генерируемое индукционным нагревательным элементом. In particular, the present invention is directed to further improvements to non-combustion heating devices such as those described in US Provisional Application No. 63/000456, filed March 26, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. In general, a non-combustion heating device is a device for converting a consumable material into an aerosol that contains certain of its constituents but limits the byproducts most commonly associated with combustion, such as smoke, ash, tar, and some other potentially harmful chemicals. This is accomplished by using high temperature without burning the consumables by packaging the consumables containing an internal pantograph inside the shell. This invention may include positioning and gradually advancing heat along a consumable tobacco component using an induction heating element wrapped around a package containing the consumable to heat the susceptor using a magnetic field generated by the induction heating element.

Целью настоящего изобретения является устройство, в котором обеспечен источник индукционного нагрева, предназначенный для использования с целью нагрева расходного табачного компонента. An object of the present invention is an apparatus in which an induction heating source is provided for use for heating a consumable tobacco component.

Другой целью настоящего изобретения является расходный табачный компонент, состоящий из нескольких герметичных, индивидуальных, воздухонепроницаемых оболочек с покрытием, содержащих расходный табачный препарат и индукционный нагревательный источник. Оболочка может представлять собой алюминиевый покровный слой с предварительно установленными отверстиями. Оболочки могут быть покрыты гелем, который герметизирует отверстия до тех пор, пока индукционный нагревательный процесс не расплавит гель, очищая отверстия. В некоторых вариантах осуществления гель может включать вкусоароматическую добавку, которая может добавлять вкус и аромат к табачному аэрозолю или усиливать его.Another object of the present invention is to provide a consumable tobacco component consisting of a plurality of sealed, individual, airtight, coated casings containing the consumable tobacco preparation and an induction heating source. The shell may be an aluminum cover layer with pre-installed holes. The shells can be coated with a gel, which seals the holes until an induction heating process melts the gel, clearing the holes. In some embodiments, the gel may include a flavoring agent that can add or enhance flavor to the tobacco aerosol.

В некоторых вариантах осуществления несколько оболочек уложены внутри бумажной трубки с промежутками между ними, образованными избыточной алюминиевой оберткой на нижнем конце каждой оболочки и каналами с обеих сторон для пропуска образующегося аэрозоля. Когда индукционный нагревательный источник активирован, предварительно установленные отверстия очищаются, а вкус и аромат смешиваются с аэрозолем, который проходит через трубку и становится доступным для пользователя устройства.In some embodiments, multiple casings are stacked inside a paper tube with spaces between them formed by excess aluminum wrapping at the lower end of each casing and channels on either side to allow the resulting aerosol to pass through. When the induction heating source is activated, the preset holes are cleaned and the taste and aroma are mixed into the aerosol that passes through the tube and is made available to the user of the device.

При использовании этих способов и приспособления, устройство должно нагревать меньшую массу, может мгновенно нагреваться, быстро остывать и экономить энергию, что позволяет использовать его больше между сеансами перезарядки. Это контрастирует с хорошо известными, применяющимися в настоящее время, коммерчески доступными устройствами нагрева без горения. By using these methods and fixtures, the device has to heat less mass, can heat up instantly, cool down quickly, and save energy, allowing you to use it more between recharging sessions. This is in contrast to well known, currently used, commercially available non-combustion heating devices.

Другой целью настоящего изобретения является табакосодержащий расходный компонент, состоящий из нескольких герметичных, индивидуальных, воздухонепроницаемых оболочек с покрытием и индукционный нагревательный источник. Затем оболочки покрывают гелем, который герметизирует их до тех пор, пока индукционный нагревательный процесс не расплавит гель, очищая отверстия. В некоторых вариантах осуществления гель может включать вкусоароматическую добавку, которая может добавлять вкус и аромат к расходному табачному компоненту или усиливать его.Another object of the present invention is a tobacco-containing consumable component consisting of a plurality of sealed, individual, airtight coated casings and an induction heating source. The shells are then coated with a gel, which seals them until the induction heating process melts the gel, clearing the holes. In some embodiments, the gel may include a flavoring agent that may add or enhance flavor to the consumable tobacco component.

Другой целью настоящего изобретения является создание упаковки, содержащей расходные материалы, которую легко заменить, и которая сводит к минимуму загрязнение внутренней части кожуха во время использования, чтобы уменьшить усилия по очистке кожуха.Another object of the present invention is to provide a package containing consumables that is easy to replace and that minimizes contamination of the interior of the housing during use so as to reduce the effort of cleaning the housing.

Другой целью настоящего изобретения является перемещение нагревательного элемента относительно токоприемника или расходного материала для нагрева сегментов расходного материала независимо от других сегментов.Another object of the present invention is to move a heating element relative to a susceptor or consumable to heat segments of the consumable independently of other segments.

Другой целью настоящего изобретения является максимальное повышение эффективности использования энергии в устройстве для генерирования аэрозоля.Another object of the present invention is to maximize the energy efficiency of an aerosol generating apparatus.

Другой целью настоящего изобретения является аэрозолизация расходного материала, который может быть сжат вокруг токоприемника таким образом, чтобы исключить любой поток воздуха между расходным материалом и токоприемником. Например, блок, содержащий расходный материал, может содержать инертные нереактивные соединения, которые смешиваются с формой расходного материала, а затем плотно сжимаются вокруг токоприемника. Состав может быть превращен в аэрозоль с использованием портативного высокотемпературного индукционного нагревательного устройства, выполненного в соответствии с вариантом осуществления расходного материала.Another object of the present invention is to aerosolize a consumable that can be compressed around a pantograph so as to eliminate any air flow between the consumable and the pantograph. For example, the block containing the consumable may contain inert, non-reactive compounds that are mixed with the consumable shape and then compressed tightly around the pantograph. The composition can be aerosolized using a portable high temperature induction heating device configured in accordance with the consumable embodiment.

Настоящее изобретение дополнительно улучшает устройство нагрева без горения путем использования тонкого, как бумага, токоприемника, сделанного из металлической ваты, который эффективно нагревается и легко изготавливают, тем самым экономя затраты. The present invention further improves the non-combustion heating device by using a paper-thin susceptor made of steel wool, which heats efficiently and is easy to manufacture, thereby saving costs.

В некоторых вариантах осуществления эффективность повышают за счет легко наносимой оболочки.In some embodiments, efficiency is enhanced by an easy-to-apply coating.

В некоторых вариантах осуществления эффективность повышают за счет использования клапана для регулирования перепада давления, создаваемого внутри упаковки, содержащей расходный материал.In some embodiments, efficiency is improved by using a valve to regulate the pressure differential created within the package containing the consumable.

В некоторых вариантах осуществления эффективность устройства повышают за счет уникальной конфигурации уплотнения для герметизации пространства между упаковкой, содержащей расходный материал, и приемником посредством высокотемпературного негорючего индукционного способа, предназначенного для превращения в аэрозоль содержащихся расходных материалов и выполненных в варианте осуществления расходного материала, не вызывая горения. In some embodiments, the effectiveness of the device is enhanced by a unique seal configuration for sealing the space between the package containing the consumable and the receptacle through a high-temperature, non-flammable induction process designed to aerosolize the contained consumables and configured in the consumable embodiment without causing combustion.

В некоторых вариантах осуществления эффективность устройства повышают за счет системы распознавания. Система распознавания может идентифицировать конкретные характеристики и особенности расходного материала и взаимодействовать с системным контроллером для управления способом введения расходного материала на основе профиля расходного материала. Например, расходный материал может быть обработан маркером, таким как чернила или краситель (видимый или невидимый), который может быть считан датчиком в устройстве. Характеристики маркера, после определения датчиком, могут позволить устройству распознавать различные характеристики, на распознавание которых устройство было запрограммировано, и регулировать температуру, продолжительность нагрева и количество доз для наилучшего нагрева расходного материала в соответствии с его вкусом и улучшения потребительского опыта. Дополнительно система распознавания может вызвать изменение цвета расходного материала после того, как он был использован для конкретно запрограммированного количества затяжек, указывая, когда расходный материал полностью израсходован. Затем такая индикация сделает расходный материал непригодным для дальнейшего использования в устройстве. Наконец, система распознавания может быть использована для инициирования ответа отключения, чтобы сделать расходный материал непригодным для использования. Например, может произойти всплеск мощности, который приведет к появлению дыры в расходном материале, что сделает его более непригодным для использования.In some embodiments, the effectiveness of the device is enhanced by a recognition system. The recognition system can identify specific characteristics and features of a consumable and interface with a system controller to control the manner in which the consumable is introduced based on the profile of the consumable. For example, a consumable may be treated with a marker, such as ink or dye (visible or invisible), which can be read by a sensor in the device. The characteristics of the marker, once determined by the sensor, can allow the device to recognize the various characteristics that the device has been programmed to recognize and adjust the temperature, heat duration and number of doses to best heat the consumable according to its taste and improve the consumer experience. Additionally, the recognition system can cause the consumable to change color after it has been used for a specifically programmed number of puffs, indicating when the consumable has been completely used up. Such an indication will then make the consumable material unsuitable for further use in the device. Finally, the recognition system can be used to initiate a shutdown response to render the consumable unusable. For example, there may be a surge in power that causes a hole to appear in the consumable, making it no longer usable.

Соответственно, устройство, способ и состав настоящего изобретения могут быть использованы для превращения в аэрозоль различных расходных материалов, предпочтительно, лекарственных препаратов. Например, данные лекарственные препараты включают, но без ограничения, препараты, выполненные с возможностью повышения бронхиальной эффективности, поддержки отказа от табака и никотина, помощи в расслаблении, ослаблении тревоги, подавлении разрушительных мыслей, управлении болью, повышении концентрации внимания, содействии спокойному сну, помощи в сексуальной активности, повышении энергии и бодрствования и противодействии вредным последствиям передозировки некоторых других лекарственных препаратов. В дополнение данные расходные материалы могут включать табак, коноплю или другие вещества, которые могут попадать в организм потребителей при вдыхании.Accordingly, the device, method and composition of the present invention can be used to aerosolize various consumables, preferably drugs. For example, these drugs include, but are not limited to, drugs designed to enhance bronchial efficiency, support tobacco and nicotine cessation, aid in relaxation, reduce anxiety, suppress disruptive thoughts, manage pain, increase alertness, promote restful sleep, aid in sexual activity, increasing energy and alertness, and counteracting the harmful effects of overdose of certain other drugs. In addition, these consumables may include tobacco, hemp, or other substances that can be inhaled by consumers.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

На фиг. 1 показан вид сбоку внутренней части варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 1 is a side view of the interior of an embodiment of the present invention.

На фиг. 2А показан вид в перспективе варианта осуществления настоящего изобретения со снятыми частями, чтобы показать внутреннюю часть варианта осуществления.In fig. 2A is a perspective view of an embodiment of the present invention with parts removed to show the interior of the embodiment.

На фиг. 2B показан вид в перспективе варианта осуществления, показанного на фиг. 2A, с отрезанными и/или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 2B is a perspective view of the embodiment shown in FIG. 2A, with portions cut and/or removed to show internal components.

На фиг. 2C показан вид в сечении варианта осуществления, показанного на фиг. 2A, разрезанного вдоль линии 2C-2C.In fig. 2C is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 2A, cut along the line 2C-2C.

На фиг. 2D показан покомпонентный вид варианта осуществления, показанного на фиг. 2А.In fig. 2D is an exploded view of the embodiment shown in FIG. 2A.

На фиг. 2E показан вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения с отрезанными и/или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 2E is a perspective view of another embodiment of the present invention with portions cut off and/or removed to show internal components.

На фиг. 2F показан вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения с отрезанными и/или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 2F is a perspective view of another embodiment of the present invention with portions cut off and/or removed to show internal components.

На фиг. 3A показан вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 3A is a perspective view of another embodiment of the present invention.

На фиг. 3B показан частично покомпонентный вид варианта осуществления, показанного на фиг. 3А.In fig. 3B is a partially exploded view of the embodiment shown in FIG. 3A.

На фиг. 3C показан вид в перспективе варианта осуществления, показанного на фиг. 3A, с отрезанными и/или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 3C is a perspective view of the embodiment shown in FIG. 3A, with portions cut and/or removed to show internal components.

На фиг. 3D показан вид в перспективе крупным планом блока, содержащего расходный материал, показанного на фиг. 3A.In fig. 3D is a close-up perspective view of the consumable containing unit shown in FIG. 3A.

На фиг. 4A и 4B показаны покомпонентные виды вариантов осуществления упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 4A and 4B show exploded views of embodiments of a package containing a consumable.

На фиг. 4C показан вид в перспективе другого варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, с отрезанными или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 4C is a perspective view of another embodiment of a package containing a consumable, with portions cut or removed to show internal components.

На фиг. 4D показан вид в сечении варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 4D is a cross-sectional view of an embodiment of a package containing a consumable.

На фиг. 4E показан вид в перспективе другого варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, с отрезанными или снятыми частями, чтобы продемонстрировать внутренние компоненты.In fig. 4E is a perspective view of another embodiment of a package containing a consumable, with portions cut or removed to show internal components.

На фиг. 5A показан вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 5A is a perspective view of another embodiment of the present invention.

На фиг. 5B показан вид в сечении варианта осуществления, показанного на фиг. 5A, рассмотренного вдоль линии 5B-5B.In fig. 5B is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 5A, viewed along line 5B-5B.

На фиг. 5C показан вид в перспективе упаковки, содержащей расходный материал, из варианта осуществления, показанного на фиг. 5A.In fig. 5C is a perspective view of a package containing a consumable of the embodiment shown in FIG. 5A.

На фиг. 6A показан вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 6A is a perspective view of another embodiment of the present invention.

На фиг. 6B показан покомпонентный вид варианта осуществления, показанного на фиг. 6A.In fig. 6B is an exploded view of the embodiment shown in FIG. 6A.

На фиг. 7A и 7B показаны виды в перспективе других вариантов осуществления настоящего изобретения.In fig. 7A and 7B are perspective views of other embodiments of the present invention.

На фиг. 7С показан другой вариант осуществления упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 7C shows another embodiment of a package containing a consumable.

На фиг. 7D показан покомпонентный вид варианта осуществления, показанного на фиг. 7C.In fig. 7D is an exploded view of the embodiment shown in FIG. 7C.

На фиг. 8A показан вид сбоку варианта осуществления нагревательного элемента.In fig. 8A is a side view of an embodiment of a heating element.

На фиг. 8B показан вид спереди нагревательного элемента, показанного на фиг. 8A.In fig. 8B is a front view of the heating element shown in FIG. 8A.

На фиг. 9A показан вид сбоку варианта осуществления устройства для получения аэрозоля.In fig. 9A is a side view of an embodiment of an aerosol generating apparatus.

На фиг. 9B показан вид сверху устройства для получения аэрозоля.In fig. 9B is a top view of the aerosol generating apparatus.

На фиг. 9С показана структурная схема варианта осуществления контроллера и его соединения с другими компонентами настоящего изобретения.In fig. 9C shows a block diagram of an embodiment of a controller and its connection to other components of the present invention.

На фиг. 10A–10B показаны структурные схемы вариантов осуществления контроллера и его соединения с другими компонентами настоящего изобретения.In fig. 10A-10B show block diagrams of embodiments of the controller and its connections to other components of the present invention.

На фиг. 11А показан вид в перспективе варианта осуществления подвижного нагревательного элемента с системой распознавания.In fig. 11A is a perspective view of an embodiment of a movable heating element with a recognition system.

На фиг. 11B–11E показан другой вариант осуществления системы распознавания.In fig. 11B-11E show another embodiment of a recognition system.

На фиг. 12A–12D показаны покомпонентные виды, виды в сечении и виды в перспективе варианта осуществления настоящего изобретения с использованием магнита для выравнивания.In fig. 12A through 12D are exploded views, sectional views, and perspective views of an embodiment of the present invention using an alignment magnet.

На фиг. 12E показан вид в перспективе другого варианта осуществления механизма выравнивания.In fig. 12E is a perspective view of another embodiment of the alignment mechanism.

На фиг. 13A–13B показаны виды в перспективе токоприемника с несколькими заостренными элементами.In fig. 13A-13B are perspective views of a pantograph with multiple pointed elements.

На фиг. 13C–D показаны виды сбоку в сечении вариантов осуществления на фиг. 13A и 13B, соответственно, с разрезом вдоль продольной оси, показывающий снятый и вставленный токоприемник с несколькими заостренными элементами в упаковку, содержащую расходный материал.In fig. 13C-D show cross-sectional side views of the embodiments of FIGS. 13A and 13B, respectively, sectioned along the longitudinal axis, showing the removal and insertion of a pantograph with several pointed elements into a package containing a consumable.

На фиг. 14A–14C показаны виды с торца варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, с нагревательным элементом, вращающимся вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 14A through 14C show end views of an embodiment of a package containing a consumable with a heating element rotating about the package containing the consumable.

На фиг. 15A–15C показаны виды с торца варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, имеющей еще один токоприемник с тремя заостренными элементами, с нагревательным элементом, вращающимся вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 15A through 15C show end views of an embodiment of a package containing a consumable, having another pantograph with three pointed elements, with a heating element rotating about the package containing the consumable.

На фиг. 16A–16D показаны виды с торца варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, имеющей токоприемник с четырьмя заостренными элементами, с нагревательным элементом, вращающимся вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 16A through 16D are end views of an embodiment of a package containing a consumable, having a susceptor with four pointed elements, with a heating element rotating about the package containing the consumable.

На фиг. 17А–17В показаны виды в перспективе варианта осуществления механизма для вращения нагревательного элемента по эксцентричной траектории вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 17A through 17B are perspective views of an embodiment of a mechanism for rotating a heating element in an eccentric path around a package containing a consumable.

На фиг. 18A–18B показаны виды с торца варианта осуществления на фиг. 17A-17B механизма для вращения нагревательного элемента по эксцентричной траектории вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 18A through 18B are end views of the embodiment of FIG. 17A-17B of a mechanism for rotating the heating element in an eccentric path around a package containing a consumable.

На фиг. 19 показан вид в перспективе варианта осуществления механизма для вращения нагревательного элемента по эксцентричной траектории и перемещения нагревательного элемента вдоль упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 19 is a perspective view of an embodiment of a mechanism for rotating a heating element along an eccentric path and moving the heating element along a package containing a consumable.

На фиг. 20 показан вид в перспективе варианта осуществления механизма для перемещения нагревательного элемента относительно упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 20 is a perspective view of an embodiment of a mechanism for moving a heating element relative to a package containing a consumable.

На фиг. 21 показана структурная схема варианта осуществления контроллера и его соединения с другими компонентами настоящего изобретения.In fig. 21 is a block diagram of an embodiment of a controller and its connection to other components of the present invention.

На фиг. 22 показан вариант осуществления поглотителя тепла, прикрепленного к нагревательному элементу, со снятыми частями поглотителя тепла, чтобы показать нагревательный элемент.In fig. 22 shows an embodiment of a heat sink attached to a heating element, with portions of the heat sink removed to reveal the heating element.

На фиг. 23А показан вид в сечении контроллера для потока воздуха, прикрепленного к упаковке, содержащей расходный материал.In fig. 23A is a cross-sectional view of an air flow controller attached to a package containing a consumable.

На фиг. 23В показан другой вариант осуществления контроллера для потока воздуха, прикрепленного к приемнику.In fig. 23B shows another embodiment of an airflow controller attached to a receiver.

На фиг. 23C–23J показаны различные варианты осуществления уплотнений.In fig. 23C-23J show various sealing embodiments.

На фиг. 24A показан покомпонентный вид в перспективе другого варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 24A is an exploded perspective view of another embodiment of the present invention.

На фиг. 24B показан вид с торца варианта осуществления на фиг. 24A.In fig. 24B is an end view of the embodiment of FIG. 24A.

На фиг. 24С показан вид в сечении, рассмотренный по линии 24С–24С, показанной на фиг. 24В.In fig. 24C is a sectional view taken along line 24C-24C shown in FIG. 24V.

На фиг. 25A–B показаны виды в перспективе с частичным разрезом упаковки, содержащей расходный материал, со снятым токоприемником, чтобы показать конфигурацию внутри упаковки, содержащей расходный материал, в которой используется токоприемник с полыми заостренными элементами.In fig. 25A-B are partial cut-away perspective views of a package containing a consumable with the pantograph removed to show a configuration within the package containing a consumable that utilizes a pantograph with hollow pointed elements.

На фиг. 25C–D показаны виды с частичным разрезом вариантов осуществления на фиг. 25A–B, соответственно, с токоприемником с полыми заостренными элементами, встроенными в упаковку, содержащую расходные материалы.In fig. 25C-D are partial cutaway views of the embodiments of FIGS. 25A-B, respectively, with a pantograph with hollow pointed elements built into the package containing the consumables.

На фиг. 25E показан вид в сечении варианта осуществления, показанного на фиг. 25A–D, с разрезом вдоль его продольной оси, чтобы показать поток воздуха во время использования.In fig. 25E is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 25A-D, cut along its longitudinal axis to show air flow during use.

На фиг. 26А показан вид в перспективе другого варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, до вставки токоприемника.In fig. 26A is a perspective view of another embodiment of a package containing a consumable before inserting a pantograph.

На фиг. 26B–C показаны виды с частичным разрезом варианта осуществления, показанного на фиг. 26A, чтобы показать взаимосвязь внутренних компонентов до вставки токоприемника.In fig. 26B-C are partial cutaway views of the embodiment shown in FIG. 26A to show the relationship of the internal components before inserting the pantograph.

На фиг. 26D показан вид в сечении варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, показанной на фиг. 26A–C, с разрезом вдоль ее продольной оси.In fig. 26D is a cross-sectional view of an embodiment of the consumable-containing package shown in FIG. 26A–C, with a cut along its longitudinal axis.

На фиг. 26Е показан вид с частичным разрезом варианта осуществления, показанного на фиг. 26А, после вставки токоприемника.In fig. 26E is a partial cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 26A, after inserting the pantograph.

На фиг. 26F показан вид с частичным разрезом, показанный на фиг. 26E, с нагревательным элементом, обернутым вокруг упаковки, содержащей расходный материал.In fig. 26F is a partial sectional view of FIG. 26E, with a heating element wrapped around a package containing a consumable.

На фиг. 26G показан вид в сечении варианта осуществления упаковки, содержащей расходный материал, показанной на фиг. 26F, с разрезом вдоль ее продольной оси.In fig. 26G is a cross-sectional view of an embodiment of the package containing the consumables shown in FIG. 26F, with a cut along its longitudinal axis.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Подробное описание, изложенное ниже в связи с приложенными графическими материалами, предназначено как описание предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначено для представления единственных форм, в которых настоящее изобретение может быть изготовлено или использовано. В описании изложены функции и последовательность этапов для создания и эксплуатации настоящего изобретения в связи с проиллюстрированными вариантами осуществления. Однако следует понимать, что одни и те же или эквивалентные функции и последовательности могут быть выполнены разными вариантами осуществления, которые также должны находится в пределах сущности и объема настоящего изобретения.The detailed description set forth below in connection with the accompanying drawings is intended as a description of the presently preferred embodiments of the present invention and is not intended to represent the only forms in which the present invention may be made or used. The description sets forth the functions and sequence of steps for making and operating the present invention in connection with the illustrated embodiments. However, it should be understood that the same or equivalent functions and sequences may be performed by different embodiments, which are also intended to be within the spirit and scope of the present invention.

Настоящее изобретение согласно настоящей заявке представляет собой устройство для генерирования аэрозолей из продукта, содержащего расходный материал, для вдыхания таким образом, который использует относительно высокую температуру при минимальном горении продукта, содержащего расходный материал. В целях данной заявки термин «расходный материал» следует толковать в широком смысле, чтобы охватить любой тип фармацевтического препарата, лекарственного средства, химического соединения, активного средства, составляющего, любого другого лекарственного препарата и т. п., независимо от того, используют ли расходный материал для лечения состояния или болезни, предназначен ли он для питания, является ли добавкой или его используют для рекреации. Исключительно в качестве примера расходный материал может включать фармацевтические препараты, пищевые добавки и отпускаемые без рецепта лекарственные препараты, такие как, но без ограничения, табак, конопля, марихуана, лаванда, кава, кофе, кофеин, лобелия, худия, мелатонин, эпедимиум, гуарана, женьшень и т. п.The present invention according to the present application is a device for generating aerosols from a product containing a consumable for inhalation in a manner that utilizes relatively high temperature while minimizing combustion of the product containing a consumable. For the purposes of this application, the term "consumable" should be construed broadly to cover any type of pharmaceutical, drug, chemical compound, active agent, constituent, any other drug, etc., regardless of whether the consumable is used material for the treatment of a condition or disease, whether it is intended for nutrition, is a supplement, or is used recreationally. By way of example only, consumables may include pharmaceuticals, dietary supplements and over-the-counter drugs such as, but not limited to, tobacco, hemp, marijuana, lavender, kava, coffee, caffeine, lobelia, hoodia, melatonin, epedymium, guarana , ginseng, etc.

Со ссылкой на фиг. 1–2Е устройство 100 содержит упаковку 102, содержащую расходный материал, и устройство 200 для получения аэрозоля. Устройство 100 генерирует аэрозоли посредством процесса нагрева без горения, в котором блок 104, содержащий расходный материал, нагрет до температуры, при которой блок 104, содержащий расходный материал, не горит внутри упаковки 102, содержащей расходный материал, но расходный материал высвобождается из блока 104, содержащего расходный материал, в виде аэрозольного продукта, который можно вдыхать. Таким образом, блок 104, содержащий расходный материал, представляет собой любой продукт, содержащий расходный материал, который может быть высвобожден в виде аэрозоля при нагреве до надлежащей температуры. Любое описание настоящего изобретения для конкретного применения, такого как табачное изделие, представлено только в качестве конкретного примера и не предназначено для ограничения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено использованием только табачных изделий.With reference to FIG. 1-2E, device 100 includes a package 102 containing consumables and a device 200 for producing an aerosol. The device 100 generates aerosols through a non-combustion heating process in which the block 104 containing the consumable is heated to a temperature at which the block 104 containing the consumable does not burn inside the package 102 containing the consumable, but the consumable is released from the block 104. containing a consumable material in the form of an aerosol product that can be inhaled. Thus, the consumable block 104 is any product containing a consumable that can be released as an aerosol when heated to the proper temperature. Any description of the present invention for a specific application, such as a tobacco product, is presented by way of specific example only and is not intended to be limiting. Thus, the present invention is not limited to the use of tobacco products only.

Упаковка, содержащая расходный материалPackaging containing consumables

Со ссылкой на фиг. 2A–6B упаковка 102, содержащая расходный материал, представляет собой компонент, который нагревается для высвобождения расходного материала в виде аэрозоля. Упаковка 102, содержащая расходный материал, содержит блок 104, содержащий расходный материал, и металл 106 (также называемый токоприемником), окружающий блок 104, содержащий расходный материал, для нагрева блока 104, содержащего расходный материал, изнутри посредством системы индукционного нагрева. В некоторых вариантах осуществления упаковка 102, содержащая расходный материал, может иметь оболочку 108 для содержания блока 104, содержащего расходный материал, и токоприемника 106. То, насколько хорошо нагревается упаковка 102, содержащая расходный материал, зависит от консистенции продукта. Консистенция продукта учитывает различные факторы, такие как положение, форма, ориентация, композиция и другие характеристики блока 104, содержащего расходный материал. Другие характеристики блока 104, содержащего расходный материал, могут включать ограничение количества кислорода, содержащегося в блоке. Цель состоит в том, чтобы обеспечить максимальную консистенцию продукта, сохраняя каждый из этих факторов неизменным в производственном процессе.With reference to FIG. 2A-6B, the package 102 containing the consumable is a component that is heated to release the consumable in an aerosol form. The consumable-containing package 102 includes a consumable-containing block 104 and a metal 106 (also called a pantograph) surrounding the consumable-containing block 104 for heating the consumable-containing block 104 from the inside by an induction heating system. In some embodiments, the package 102 containing the consumable may have a shell 108 to contain a block 104 containing the consumable and a pantograph 106. How well the package 102 containing the consumable heats depends on the consistency of the product. Product consistency takes into account various factors such as the position, shape, orientation, composition and other characteristics of the block 104 containing the consumable. Other characteristics of the consumable-containing unit 104 may include limiting the amount of oxygen contained in the unit. The goal is to ensure maximum product consistency while keeping each of these factors constant throughout the manufacturing process.

Оболочка 108 выполнена с возможностью проницаемости для аэрозоля, чтобы позволить аэрозолю выходить из оболочки 108. Блок 104, содержащий расходный материал, может быть размещен внутри корпуса 150. Корпус 150 является менее проницаемым или непроницаем для аэрозоля. Корпус 150 может имитировать сигарету. Таким образом, корпус 150 может представлять собой продолговатую конструкцию, имеющую первый конец 152 и второй конец 156, противоположный первому концу 152. Когда блок 104, содержащий расходный материал, нагрет токоприемником 106, то создается аэрозоль, содержащий расходный материал. Когда пользователь втягивает корпус 150, например, путем всасывания на втором конце 156, аэрозоль выходит из оболочки 108, но не из корпуса 150. Из-за отрицательного давления, создаваемого всасыванием на втором конце 156, аэрозоль втягивают ко второму концу 156 через любое пространство между блоком 104, содержащим расходный материал, и корпусом 150. В некоторых вариантах осуществления разделитель 135 (см. фиг. 3A–3B) может окружать оболочку 108, отделяя корпус 150 от оболочки 108. В таком варианте осуществления аэрозоль может перемещаться по пространству, образованному разделителем 135. В некоторых вариантах осуществления разделитель 135 может представлять собой фильтр 140 (см. фиг. 2C–2D). Устройство 200 для получения аэрозоля предусматривает компоненты для удержания корпуса 150 в надлежащем положении для нагрева токоприемника 106.The casing 108 is configured to be aerosol permeable to allow aerosol to escape from the casing 108. A unit 104 containing a consumable material may be housed within the housing 150. The housing 150 is less permeable or impervious to aerosol. The housing 150 may simulate a cigarette. Thus, housing 150 may be an elongated structure having a first end 152 and a second end 156 opposite the first end 152. When the consumable block 104 is heated by the pantograph 106, an aerosol containing the consumable is generated. When the user retracts the housing 150, such as by suction at the second end 156, the aerosol exits the housing 108 but not the housing 150. Due to the negative pressure created by the suction at the second end 156, the aerosol is drawn toward the second end 156 through any space between a consumable-containing unit 104 and a housing 150. In some embodiments, a separator 135 (see FIGS. 3A-3B) may surround the housing 108, separating the housing 150 from the housing 108. In such an embodiment, the aerosol may move through the space defined by the separator 135. In some embodiments, the separator 135 may be a filter 140 (see FIGS. 2C-2D). The aerosol generating apparatus 200 includes components for holding the housing 150 in the proper position to heat the pantograph 106.

Если форма блока 104, содержащего расходный материал, находится в непосредственном физическом контакте с токоприемником 106 с максимальной площадью контакта между каждым из них, то тогда можно сделать вывод, что тепловая энергия, индуцируемая в токоприемнике 106, будет в значительной степени передана блоку 104, содержащему расходный материал. Таким образом, форма и расположение блока 104, содержащего расходный материал, относительно токоприемника 106 является важным фактором. В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, обычно имеет цилиндрическую форму. Таким образом, блок 104, содержащий расходный материал, может иметь круглое или овальное сечение. If the shape of the block 104 containing the consumable is in direct physical contact with the pantograph 106 with a maximum contact area between each of them, then it can be concluded that the thermal energy induced in the pantograph 106 will be largely transferred to the block 104 containing consumables. Thus, the shape and location of the consumable block 104 relative to the pantograph 106 is an important factor. In some embodiments, the consumable block 104 is typically cylindrical in shape. Thus, the consumable block 104 may have a circular or oval cross-section.

Блок, содержащий расходный материалBlock containing consumables

Конструкция блока 104, содержащего расходный материал, направлена на минимизацию количества воздуха, воздействию которого подвержен блок 104, содержащий расходный материал. Это устраняет или снижает риск окисления или возгорания во время хранения или во время процесса нагрева. В результате при определенных настройках можно нагреть блок 104, содержащий расходный материал, до температур, которые в противном случае вызвали бы возгорание при использовании с устройствами предшествующего уровня техники, допускающими большее воздействие воздуха.The design of the consumable containing block 104 is intended to minimize the amount of air to which the consumable containing block 104 is exposed. This eliminates or reduces the risk of oxidation or fire during storage or during the heating process. As a result, under certain settings, it is possible to heat the block 104 containing the consumable to temperatures that would otherwise cause a fire when used with prior art devices that allow greater exposure to air.

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, изготовлен из порошкообразной формы расходного материала, который спрессован в твердые прессованные пеллеты или стержень. Сжатие расходного материала снижает количество кислорода, захваченного внутри блока 104, содержащего расходный материал, и ограничивает перемещение кислорода в блок 104, содержащий расходный материал, во время нагрева. Thus, in some embodiments, the consumable containing block 104 is made from a powdered form of the consumable that is compressed into a solid compressed pellet or rod. Compressing the consumable reduces the amount of oxygen trapped within the consumable block 104 and limits the movement of oxygen into the consumable block 104 during heating.

Например, блок 104, содержащий расходный материал, может быть одним продолговатым блоком, определяющим продольную ось L в виде стержня или палки, как показано на фиг. 2A–2E. Блок 104, содержащий расходный материал, может представлять собой продолговатый цилиндр или трубку с круглым поперечным сечением, овальным поперечным сечением, прямоугольным поперечным сечением и т. п. В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может представлять собой множество цилиндрических таблеток или пеллет, уложенных сверху друг на друга, как показано на фиг. 3A–4B. Таким образом, блок 104, содержащий расходный материал, может быть образован двумя противоположными концами 105, 107 и боковой стенкой 109 между ними, проходящей от первого конца 105 ко второму концу 107, определяя длину блока 104, содержащего расходный материал.For example, the consumable block 104 may be a single elongated block defining a longitudinal axis L in the form of a rod or stick, as shown in FIG. 2A–2E. The consumable containing block 104 may be an elongated cylinder or tube with a circular cross-section, an oval cross-section, a rectangular cross-section, etc. In some embodiments, the consumable containing block 104 may be a plurality of cylindrical tablets or pellets , stacked on top of each other, as shown in Fig. 3A–4B. Thus, the consumable-containing block 104 may be formed by two opposing ends 105, 107 and a side wall 109 therebetween extending from the first end 105 to the second end 107, defining the length of the consumable-containing block 104.

Токоприемник 106 может быть подобным образом удлинен и встроен в блок 104, содержащий расходный материал, предпочтительно вдоль продольной оси L и по существу продолжающий длину и ширину (т. е. диаметр) блока 104, содержащего расходный материал. В блоках 104, содержащих расходный материал, имеющих овальное сечение, диаметр относится к большому диаметру, определяющему длинную ось овала.The current collector 106 may be similarly elongated and integrated into the consumable containing block 104, preferably along the longitudinal axis L and substantially extending the length and width (i.e., diameter) of the consumable containing block 104. In consumable blocks 104 having an oval cross-section, the diameter refers to the major diameter defining the long axis of the oval.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4C, блок 104, содержащий расходный материал, может принимать любую другую форму, включая сферическую, овальную, эллиптическую и даже быть бесформенным. В целом, токоприемник 106 может копировать форму блока 104, содержащего расходный материал, для максимального увеличения контакта площади поверхности между токоприемником 106 и блоком 104, содержащим расходный материал; однако токоприемник 106 также может иметь другие формы, включая множество токоприемников 106, спорадически распределенных внутри блока 104, содержащего расходный материал.In some embodiments, as shown in FIG. 4C, the consumable block 104 can take any other shape, including spherical, oval, elliptical, and even shapeless. In general, the pantograph 106 can replicate the shape of the consumable-containing block 104 to maximize the surface area contact between the pantograph 106 and the consumable-containing block 104; however, the pantograph 106 may also take other forms, including a plurality of pantographs 106 distributed sporadically within the consumable block 104.

В альтернативном варианте осуществления расходный материал может быть смешан с веществом, которое не препятствует работе устройства 100, но вытесняет воздух из промежуточных пространств расходного материала и/или окружает расходный материал, изолируя его от воздуха. Например, блок 104, содержащий расходный материал, может дополнительно содержать добавку, такую как увлажнитель, ароматизатор, наполнитель для вытеснения кислорода или вещество, генерирующее пар, и т. п. Добавка может дополнительно способствовать поглощению и передаче тепловой энергии, а также удалению кислорода из блока 104, содержащего расходный материал. In an alternative embodiment, the consumable may be mixed with a substance that does not interfere with the operation of the device 100, but displaces air from the interstitial spaces of the consumable and/or surrounds the consumable, isolating it from air. For example, the consumable unit 104 may further contain an additive such as a humectant, a flavoring agent, an oxygen displacing agent or a steam generating agent, etc. The additive may further aid in the absorption and transfer of thermal energy, as well as the removal of oxygen from block 104 containing consumables.

В еще одном альтернативном варианте осуществления расходный материал может быть сформирован в виде крошечных пеллет, гранул, порошка или другой формы, которые могут быть инкапсулированы для дополнительного снижения количества воздуха, доступного для расходного материала.In yet another alternative embodiment, the consumable can be formed into tiny pellets, granules, powder, or other form that can be encapsulated to further reduce the amount of air available to the consumable.

В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может содержать измельченный источник расходного материала, преобразованный в порошковую форму, а затем объединенный с токоприемником 106 путем плотного сжатия вокруг токоприемника 106. Исключительно в качестве примера источником расходного материала может быть растение, семя, цветок, корень, лист, растительный компонент или любой другой источник, из которого можно извлечь расходный материал. Эти компоненты могут быть высушены, измельчены и смешаны с другими компонентами, известными для создания пеллет и таблеток, которые спрессовываются вокруг токоприемника для образования пеллеты, таблетки или стержня вокруг токоприемника 106. Спрессованная пеллета, таблетка или стержень могут быть заключены в оболочку 108 для образования упаковки 102, содержащей расходный материал.In some embodiments, the consumable containing block 104 may contain a ground source of the consumable, converted into a powder form, and then combined with the susceptor 106 by being tightly compressed around the susceptor 106. By way of example only, the supply source may be a plant, seed, flower , root, leaf, plant component, or any other source from which the consumable can be extracted. These components can be dried, crushed and mixed with other components known to create pellets and tablets, which are compressed around the susceptor to form a pellet, tablet or rod around the susceptor 106. The compressed pellet, tablet or rod can be enclosed in a casing 108 to form a package 102 containing consumables.

В некоторых вариантах осуществления расходный материал можно извлечь из его источника и включить в новую среду 105 для переноса расходного материала, как показано на фиг. 4D. Этот вариант осуществления может быть использован, например, если расходный материал не является материалом растительного происхождения, был извлечен из его природного источника, синтезирован или не подходит для использования в качестве спрессованного твердого вещества. Среда 105, содержащая расходный материал, образует блок 104, содержащий расходный материал. Например, среда 105 может представлять собой хлопок, стекловолокно, ткань, бумагу, целлюлозу, волокнистый материал и т. п. Расходный материал может быть объединен со средой 105 для формирования блока 104, содержащего расходный материал, а затем плотно прижат к токоприемнику 106. Находясь в сжатой форме, среда 105 может быть связана внутри оболочки 108 для сохранения своей сжатой формы для создания упаковки 102, содержащей расходный материал. Расходный материал может быть включен в среду 105 посредством известных носителей, таких как жидкости, гели, смолы, полутвердые вещества и т. п. Например, состав для расходного материала может содержать альгинат пропиленгликоля, глицерин, спирт, воду, пропиленгликоль, пропиленальгинат, полисорбаты и т. п. для связывания натурального ингредиента и некоторой формы связывающей среды, которая может состоять из других нереактивных, натуральных, растительных материалов или некоторых других биоразлагаемых, нереактивных материалов, например, бумаги, целлюлозы, хлопка и т. п. В некоторых вариантах осуществления расходный материал может быть включен в среду 105 в виде сыпучего твердого вещества, например, порошка, гранул, частиц и т. п. В некоторых вариантах осуществления эти сыпучие твердые расходные материалы могут быть нанесены на токоприемник 106 и инкапсулированы в оболочку 108. В некоторых вариантах осуществления среда 105 может дополнительно содержать добавку, такую как увлажнитель, ароматизатор, наполнитель для вытеснения кислорода или вещество, генерирующее пар и т. п. Добавка может дополнительно способствовать поглощению и передаче тепловой энергии, а также удалению кислорода из блока 104, содержащего расходный материал.In some embodiments, the consumable may be removed from its source and incorporated into a new consumable transfer environment 105, as shown in FIG. 4D. This embodiment may be used, for example, if the consumable material is not of plant origin, has been extracted from its natural source, is synthesized, or is not suitable for use as a compressed solid. The medium 105 containing the consumable material forms a block 104 containing the consumable material. For example, the media 105 may be cotton, fiberglass, cloth, paper, cellulose, fibrous material, etc. The consumable material may be combined with the media 105 to form a block 104 containing the consumable and then pressed tightly against the pantograph 106. While in compressed form, the medium 105 may be bound within the casing 108 to maintain its compressed form to create a package 102 containing the consumable. The consumable material may be included in the medium 105 through known vehicles such as liquids, gels, resins, semi-solids, etc. For example, the consumable composition may contain propylene glycol alginate, glycerin, alcohol, water, propylene glycol, propylene alginate, polysorbates and etc. to bind the natural ingredient and some form of binding medium, which may consist of other non-reactive, natural, plant-based materials or some other biodegradable, non-reactive materials, such as paper, cellulose, cotton, etc. In some embodiments, consumable the material may be included in the medium 105 in the form of a particulate solid, such as a powder, granules, particles, etc. In some embodiments, these particulate solid consumables may be applied to the pantograph 106 and encapsulated within a shell 108. In some embodiments, the medium 105 may further comprise an additive such as a humectant, flavoring agent, oxygen displacing agent or vapor generating agent, etc. The additive may further aid in the absorption and transfer of thermal energy, as well as the removal of oxygen from the consumable material containing unit 104.

В некоторых вариантах осуществления расходный материал может быть сформирован в смолу, сыпучее твердое вещество, пеллеты, целлюлозу, пасту и другие подходящие формы для экструзии с помощью экструдера. В этих формах экструдер может быть сконструирован с возможностью выдавливания на нескольких сторонах токоприемника 106, чтобы центрировать токоприемник 106 между слоями во время экструдирования.In some embodiments, the consumable material may be formed into resin, bulk solid, pellets, cellulose, paste, and other suitable forms for extrusion by an extruder. In these forms, the extruder may be designed to extrude on multiple sides of the pantograph 106 to center the pantograph 106 between layers during extrusion.

ТокоприемникPantograph

Токоприемник 106 представляет собой компонент, который нагревается индукционным способом и нагревает блок 104, содержащий расходный материал, изнутри. Таким образом, токоприемник 106 изготовлен из металла, например, из черных металлов, который можно нагревать индукционным способом.The current collector 106 is a component that is heated by induction and heats the consumable block 104 from the inside. Thus, the current collector 106 is made of a metal, such as ferrous metal, which can be heated by induction.

Токоприемник 106 может быть экструдирован машинным способом. После экструдирования блок 104, содержащий расходный материал, может быть объединен с токоприемником 106 путем его сжатия вокруг токоприемника 106 вдоль длины токоприемника 106. В качестве альтернативы токоприемник 106 может быть отштампован из плоской металлической заготовки или любым другим подходящим способом изготовления до сборки блока 104, содержащего расходный материал, вокруг токоприемника 106. The current collector 106 may be machine extruded. Once extruded, the block 104 containing the consumable material may be combined with the pantograph 106 by compressing it around the pantograph 106 along the length of the pantograph 106. Alternatively, the pantograph 106 may be stamped from a flat metal blank or any other suitable manufacturing method prior to assembling the block 104 containing consumables, around pantograph 106.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 2E, токоприемник 106 может быть изготовлен из стальной ваты. Например, токоприемник 106 может состоять из тонких нитей стальной ваты, связанных вместе в виде прокладки. Таким образом, прокладка из стальной ваты имеет множество тонких краев. В некоторых вариантах осуществления прокладка из стальной ваты может быть пропитана, погружена или полностью заполнена добавкой, такой как увлажнитель, ароматизатор, вещество, генерирующее пар, вещество для замедления окисления стальной ваты (ржавчины) и/или наполнитель для удаления воздуха между нитями стальной ваты и т. п. Как показано на фиг. 2Е, вдоль прокладки из стальной ваты могут быть вырезы или зазоры 112 для разделения блока 104, содержащего расходный материал, на отдельные сегменты для индивидуального нагрева, как описано ниже. В качестве альтернативы можно использовать индивидуальные прокладки из стальной ваты, разделенные пространством и/или расходным материалом, так что каждая прокладка может быть нагрета индивидуально во время использования.In some embodiments, as shown in FIG. 2E, the pantograph 106 may be made of steel wool. For example, the pantograph 106 may consist of thin strands of steel wool tied together as a spacer. Thus, the steel wool pad has many thin edges. In some embodiments, the steel wool pad may be impregnated, dipped, or completely filled with an additive, such as a humectant, flavoring agent, steam generating agent, agent to retard steel wool oxidation (rust), and/or filler to remove air between the steel wool strands and etc. As shown in FIG. 2E, there may be cutouts or gaps 112 along the steel wool pad to separate the block 104 containing the consumable into separate segments for individual heating, as described below. Alternatively, individual steel wool pads may be used, separated by space and/or consumables so that each pad can be individually heated during use.

Стальная вата может быть изготовлена из низкоуглеродистой стали. Преимущества стальной ваты включают, но без ограничения, легкость утилизации с точки зрения окружающей среды, поскольку она начинает окисляться вскоре после нагрева; и, таким образом, становится рыхлой и легко разрушается без опасных острых краев. Также металлы, состоящие из железа и углерода, относительно нетоксичны. Также углерод увеличивает жесткость. Steel wool can be made from low carbon steel. Advantages of steel wool include, but are not limited to, ease of disposal from an environmental perspective as it begins to oxidize soon after heating; and thus becomes loose and easily broken without dangerous sharp edges. Also, metals consisting of iron and carbon are relatively non-toxic. Carbon also increases rigidity.

Предпочтительно токоприемник 106 сплющивают до тех пор, пока он не станет тонким, как бумага. Таким образом, толщина T сплющенного токоприемника 106, в частности, стальной ваты, может составлять менее 0,1 дюйма. (2,54 мм) Предпочтительно толщина токоприемника 106 может составлять менее 0,05 дюйма. (1,27 мм) Более предпочтительно толщина токоприемника 106 может составлять менее 0,025 дюйма, (0,635 мм) или даже менее 0,01 дюйма. (0,254 мм) В некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может иметь толщину всего 0,0039 дюйма. (0,099 мм). Длина токоприемника 106 может варьироваться от приблизительно 0,5 дюйма (12,7 мм) до приблизительно 1,25 дюйма. (31,75 мм) Предпочтительно токоприемник имеет длину приблизительно 0,75 дюйма (19,05 мм).Preferably, the pantograph 106 is flattened until it becomes paper thin. Thus, the thickness T of the flattened pantograph 106, particularly steel wool, may be less than 0.1 inch. (2.54 mm) Preferably, the thickness of pantograph 106 may be less than 0.05 inch. (1.27 mm) More preferably, the thickness of pantograph 106 may be less than 0.025 inch, (0.635 mm) or even less than 0.01 inch. (0.254 mm) In some embodiments, the pantograph 106 may be as thin as 0.0039 inch. (0.099 mm). The length of pantograph 106 can vary from about 0.5 inches (12.7 mm) to about 1.25 inches. (31.75 mm) Preferably, the pantograph is approximately 0.75 inches (19.05 mm) in length.

Для получения тонкой сплющенной полоски стальной ваты, кусок стальной ваты могут подвергнуть целому ряду растяжений и сжатий до тех пор, пока не будет достигнута необходимая толщина T. Это могло быть достигнуто с помощью прессования прокаткой с последующим процессом штамповки для получения требуемой формы и текстуры.To produce a thin flattened strip of steel wool, a piece of steel wool may be subjected to a series of stretches and compressions until the required thickness T is achieved. This could be achieved by rolling pressing followed by a stamping process to obtain the desired shape and texture.

Как только необходимая толщина получена, токоприемник 106 может быть разрезан на нужную форму и размеры. Использование стальной ваты и утончение стальной ваты обеспечивает легкую и затяжную нарезку, поскольку лезвие для нарезки стальной ваты может служить дольше по сравнению с традиционными металлами и более толстыми токоприемниками, представленными в настоящее время на рынке. Кроме того, использование стальной ваты дешевле в изготовлении и требует меньше энергии для нагрева. В некоторых вариантах осуществления требуется приблизительно на треть меньше энергии для достижения той же температуры, что и у других токоприемников не из стальной ваты.Once the required thickness is obtained, the pantograph 106 can be cut into the desired shape and dimensions. Using steel wool and thinning the steel wool allows for easy and long cutting as the steel wool cutting blade can last longer compared to traditional metals and thicker pantographs currently on the market. In addition, using steel wool is cheaper to manufacture and requires less energy to heat. In some embodiments, it takes approximately one third less energy to achieve the same temperature as other non-steel wool pantographs.

В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может быть объединен с токоприемником 106 или включен в него путем его совместной экструзии с токоприемником 106 для создания слоя блока 104, содержащего расходный материал, сверху или снизу слоя токоприемника 106. В некоторых вариантах осуществления два слоя блока 104a, 104b, содержащего расходный материал, могут быть совместно экструдированы с токоприемником 106 между ними для создания сандвич-структуры вокруг токоприемника 106, который может быть сжат между двумя слоями блока 104a, 104b, содержащего расходный материал. In some embodiments, the consumable-containing block 104 may be combined with or incorporated into the pantograph 106 by co-extruding it with the pantograph 106 to create a layer of the consumable-containing block 104 on top or bottom of the pantograph 106 layer. In some embodiments, two layers of the consumable-containing block 104a, 104b may be co-extruded with the pantograph 106 therebetween to create a sandwich structure around the pantograph 106, which can be compressed between the two layers of the consumable-containing block 104a, 104b.

В некоторых вариантах осуществления, в которых блок 104, содержащий расходный материал, содержит среду 105, содержащую расходный материал, токоприемник 106 может быть упакован или окружен средой 105, а затем среда 105 и токоприемник 106 могут быть спрессованы вместе и помещены внутрь оболочки 108 (см. фиг. 4D).In some embodiments in which the consumable-containing unit 104 contains a consumable-containing media 105, the pantograph 106 may be packaged or surrounded by the media 105, and then the media 105 and pantograph 106 may be pressed together and placed within the enclosure 108 (see Fig. 4D).

В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106, имеющие одинаковые размеры, могут быть размещены друг над другом. Например, это может происходить посредством процесса совместной экструзии. Блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106 затем можно свернуть от первого конца 111 ко второму концу 113 так, как сворачивают спальный мешок, как показано на фиг. 4Е. Предпочтительно токоприемник 106 находится сверху во время процесса сворачивания. В результате токоприемник 106 и блок, содержащий расходный материал, образуют цилиндрическую форму, определяющую продольную ось L, со спиралеобразным узором, если смотреть вдоль поперечного сечения, но токоприемник 106 остается внутренним по отношению к блоку 104, содержащему расходный материал. Поперечное сечение представляет собой разрез вдоль диаметра цилиндра перпендикулярно продольной оси. Эта конфигурация дополнительно увеличивает площадь поверхности воздействия между токоприемником 106 и блоком 104, содержащим расходный материал. Токоприемник 106 может иметь множество отверстий 110, позволяющих аэрозолю выходить.In some embodiments, the block 104 containing the consumable and the pantograph 106, having the same dimensions, can be placed on top of each other. For example, this may occur through a co-extrusion process. The consumable block 104 and pantograph 106 can then be folded from the first end 111 to the second end 113 as a sleeping bag is folded, as shown in FIG. 4E. Preferably, the pantograph 106 is on top during the folding process. As a result, the pantograph 106 and the consumable containing block form a cylindrical shape defining the longitudinal axis L, with a spiral pattern when viewed along the cross section, but the pantograph 106 remains internal to the consumable containing block 104. The cross section is a section along the diameter of the cylinder perpendicular to the longitudinal axis. This configuration further increases the impact surface area between pantograph 106 and consumable block 104. The current collector 106 may have a plurality of openings 110 to allow the aerosol to escape.

В некоторых вариантах осуществления, в которых токоприемник 106 представляет собой стальную вату или другой металл, имеющий характеристики пористости стальной ваты, расходный материал может быть включен непосредственно в токоприемник 106, например, в текучей (например, жидкое, полужидкое, вязкое вещество и т. п.) или сыпучей твердой (например, порошок, гранулы, частицы и т. п.) форме, в этом случае токоприемник 106 выполняет двойную функцию и нагревательного элемента, и блока 104, содержащего расходный материал. Таким образом, блок 104, содержащий расходный материал, может представлять собой токоприемник 106, объединенный с включенным в него расходным материалом.In some embodiments in which the current collector 106 is steel wool or other metal having the porosity characteristics of steel wool, the consumable material may be included directly in the current collector 106, such as a fluid (e.g., liquid, semi-liquid, viscous substance, etc. .) or free-flowing solid (e.g., powder, granules, particles, etc.) form, in which case the pantograph 106 performs the dual function of both the heating element and the block 104 containing the consumable material. Thus, the consumable block 104 may be a pantograph 106 combined with a consumable included therein.

Токоприемник 106 может быть изготовлен из любого металлического материала, который генерирует тепло при воздействии переменных магнитных полей, как в случае индукционного нагрева. Предпочтительно металл предусматривает черный металл. Для максимального увеличения действенности нагрева блока 104, содержащего расходный материал, токоприемник 106 обычно соответствует форме наибольшей площади сечения блока 104, содержащего расходный материал, чтобы максимально увеличить площадь поверхности, с которой блок 104, содержащий расходный материал, входит в контакт с токоприемником 106, но могут быть использованы и другие конфигурации. В вариантах осуществления, в которых блок 104, содержащий расходный материал, представляет собой продолговатый цилиндр, наибольшую площадь сечения будут определять путем деления продолговатого цилиндра вниз по продольной оси L вдоль его большого диаметра с образованием прямоугольной площади сечения. Таким образом, токоприемник 106 также должен быть прямоугольным с размерами по существу аналогичными размерам площади поперечного сечения продолговатого цилиндра.The current collector 106 may be made of any metallic material that generates heat when exposed to alternating magnetic fields, as in the case of induction heating. Preferably the metal includes ferrous metal. To maximize the heating efficiency of the consumable block 104, the pantograph 106 typically matches the shape of the largest cross-sectional area of the consumable block 104 to maximize the surface area with which the consumable block 104 comes into contact with the pantograph 106, but Other configurations may be used. In embodiments in which the consumable-containing block 104 is an oblong cylinder, the largest cross-sectional area will be determined by dividing the elongated cylinder down the longitudinal axis L along its major diameter to form a rectangular cross-sectional area. Thus, the pantograph 106 must also be rectangular with dimensions substantially similar to the cross-sectional area of the elongated cylinder.

В некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может представлять собой металлическую пластину. В некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может представлять собой металлическую пластину со множеством отверстий 110, как показано на фиг. 2В, наподобие сетчатого экрана. Индукционный нагрев оказывается наиболее эффективным и действенным на краях токоприемника 106. Сетчатый экран создает больше краев в токоприемнике 106, которые могут контактировать с блоком 104, содержащим расходный материал, поскольку края определяют отверстия 110.In some embodiments, the current collector 106 may be a metal plate. In some embodiments, the current collector 106 may be a metal plate with a plurality of holes 110, as shown in FIG. 2B, like a mesh screen. Induction heating is most effective and efficient at the edges of pantograph 106. The mesh screen creates more edges in pantograph 106 that can contact consumable block 104 as the edges define openings 110.

Как показано на фиг. 2D, токоприемник 106 может представлять собой полосу с выполненным рядом небольших отверстий 110 для увеличения количества краев, которые могут быть использованы в действенном индукционном нагревательном процессе, за которым следует больший зазор 112, обеспечивающий такую длину токоприемника 106, которая не допускает индукционного нагрева или по меньшей мере уменьшает индукционный нагрев и/или уменьшает теплопроводность от нагреваемого сегмента. Эта конфигурация позволяет нагревать упаковку 102, содержащую расходный материал, отдельными сегментами. Продолговатый токоприемник 106 может представлять собой продолговатую металлическую пластину, имеющую продольное направление, причем продолговатая металлическая пластина, содержит наборы отверстий 110a, 110b и наборы зазоров 112a, 112b, при этом наборы отверстий 110a, 110b последовательно чередуются с наборами зазоров 112a, 112b вдоль продольного направления продолговатой металлической пластины, так что каждый набор отверстий 110a, 110b примыкает к одному из зазоров 112a, 112b. Следовательно, перемещаясь от одного конца токоприемника 106 к противоположному концу, существует первый набор отверстий 110а, затем первый зазор 112а, потом второй набор отверстий 110b, затем второй зазор 112b и т. д. В области зазоров 112 находится очень мало металлического материала; следовательно, теплопередача минимальна. Таким образом, даже несмотря на то, что блок 104, содержащий расходный материал, представляет собой единый блок, его все же можно нагревать отдельными секциями. Блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106 затем могут быть обернуты, а токоприемник 106 может быть помещен в оболочку 108. As shown in FIG. 2D, the pantograph 106 may be a strip with a series of small holes 110 to increase the number of edges that can be used in an effective induction heating process, followed by a larger gap 112 to provide a length of pantograph 106 that does not allow induction heating or at least least reduces induction heating and/or reduces thermal conductivity from the heated segment. This configuration allows the package 102 containing the consumable to be heated in individual segments. An oblong -nuclear current collector 106 can be an oblong metal plate that has a longitudinal direction, and an oblong metal plate contains sets of holes 110a, 110b and gap sets 112a, 112b, while sets of holes 110a, 110b are sequentially alternated with gaps 112a, 112b along the longitudinal direction an elongated metal plate such that each set of holes 110a, 110b is adjacent to one of the gaps 112a, 112b. Therefore, moving from one end of pantograph 106 to the opposite end, there is a first set of holes 110a, then a first gap 112a, then a second set of holes 110b, then a second gap 112b, etc. There is very little metallic material in the area of gaps 112; hence heat transfer is minimal. Thus, even though the consumable block 104 is a single block, it can still be heated in separate sections. The block 104 containing the consumable and the pantograph 106 may then be wrapped, and the pantograph 106 may be placed within the shell 108.

ОболочкаShell

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может быть изготовлена из металла. Таким образом, оболочка может быть отлита или изготовлена вручную и подвергнута механической обработке. Предпочтительным металлом может быть алюминий с предварительно пробитыми отверстиями 120. В некоторых вариантах осуществления алюминий может быть облицован пористой бумагой или непористой бумагой с вентиляционными отверстиями, позволяющими аэрозолю выходить из оболочки 108.In some embodiments, the shell 108 may be made of metal. Thus, the shell can be cast or handcrafted and machined. A preferred metal may be aluminum with pre-punched holes 120. In some embodiments, the aluminum may be lined with porous paper or non-porous paper with vent holes to allow aerosol to exit the shell 108.

Блок 104, содержащий расходный материал, размещен внутри оболочки 108, чтобы удерживать тепло, генерируемое токоприемником 106. Отверстия 120 в оболочке 108 могут обеспечить выход расходного аэрозоля при нагреве. Поскольку отверстия 120 создают проход, по которому воздух может поступать в оболочку 108 для воздействия на блок 104, содержащий расходный материал, отверстия 120 могут быть временно герметично закрыты с использованием покрытия. Покрытие предпочтительно изготовлено из композиции, которая плавится при температурах, которые создают расходные аэрозоли. Следовательно, поскольку токоприемник 106 нагрет из-за отсутствия воздуха внутри оболочки 108, блок 104, содержащий расходный материал, может быть нагрет до чрезвычайно высоких температур без возгорания. Поскольку токоприемник 106 достигает высоких температур, расходные аэрозоли, которые начинают образовываться, не могут выйти наружу. Когда покрытие расплавляется и открывает отверстие 120, тогда расходные аэрозоли могут выйти из оболочки 108 для вдыхания. В предпочтительном варианте осуществления покрытие может представлять собой гель альгината пропиленгликоля («PGA»). Покрытие может также содержать вкусоароматическое вещество. Следовательно, поскольку покрытие расплавляется и расходный аэрозоль высвобождается, вкусоароматическое вещество также высвобождается вместе с расходным аэрозолем. В некоторых вариантах осуществления вкусоароматическое вещество может быть смешано с добавками.A block 104 containing a consumable is located within the shell 108 to retain heat generated by the pantograph 106. Openings 120 in the shell 108 can allow the consumable aerosol to escape when heated. Because the openings 120 provide a passage through which air can enter the shell 108 to act on the block 104 containing the consumable, the openings 120 can be temporarily sealed using a coating. The coating is preferably made from a composition that melts at temperatures that create consumable aerosols. Therefore, since the pantograph 106 is heated due to the absence of air within the shell 108, the block 104 containing the consumable material can be heated to extremely high temperatures without igniting. Since the pantograph 106 reaches high temperatures, consumable aerosols that begin to form cannot escape. When the coating melts and opens the opening 120, then the consumable aerosols can exit the shell 108 for inhalation. In a preferred embodiment, the coating may be a propylene glycol alginate (“PGA”) gel. The coating may also contain a flavoring agent. Therefore, as the coating melts and the consumable aerosol is released, the flavoring agent is also released along with the consumable aerosol. In some embodiments, the flavor may be mixed with additives.

В некоторых вариантах осуществления отверстия 120 могут представлять собой множество отверстий или прорезей. Отверстия 120 могут быть образованы вдоль длины боковой стенки 122 оболочки 108, расположены в радиальном направлении вокруг боковой стенки 122, произвольным образом или равномерно расположены по всей боковой стенке 122 и т. п. В некоторых вариантах осуществления отверстия 120 могут представлять собой множество отверстий вдоль противоположных концов 124, 126 оболочки 108. В некоторых вариантах осуществления с продолговатым блоком 104, содержащим расходный материал, оболочка 108 также может быть удлинена с отверстием 120 в виде одной или более продолговатых прорезей, проходящих по длине оболочки параллельно продольной оси L, тем самым, создавая шов. Данный шов может быть загнут или гофрирован, но все равно оставлять зазор, через который могут проходить расходные аэрозоли, либо по всей его длине, либо в отдельных областях. Подобно отверстиям 120, описанным выше, шов может быть герметично закрыт покрытием.In some embodiments, the openings 120 may be a plurality of holes or slits. The holes 120 may be formed along the length of the side wall 122 of the shell 108, located radially around the side wall 122, randomly or evenly spaced throughout the side wall 122, etc. In some embodiments, the holes 120 may be a plurality of holes along opposing ends 124, 126 of the shell 108. In some embodiments, with an elongated block 104 containing a consumable, the shell 108 may also be extended with an opening 120 in the form of one or more elongated slots extending along the length of the shell parallel to the longitudinal axis L, thereby creating the seam. This seam can be folded or crimped but still leave a gap through which consumable aerosols can pass, either along its entire length or in selected areas. Similar to the openings 120 described above, the seam may be sealed with a coating.

В некоторых вариантах осуществления оболочки 108 могут быть изготовлены в виде блока из двух частей, имеющего первую секцию 108a оболочки и вторую секцию 108b оболочки. Блок 104, содержащий расходный материал, может быть вставлен в первую секцию 108a оболочки, а вторая секция 108b оболочки может быть размещена поверх первой секции 108a оболочки, чтобы накрыть блок 104, содержащий расходный материал. Предварительно сделанные отверстия 120 могут быть образованы в оболочке 108 до инкапсуляции блока 104, содержащего расходный материал.In some embodiments, the shells 108 may be manufactured as a two-piece unit having a first shell section 108a and a second shell section 108b. A block 104 containing a consumable may be inserted into the first casing section 108a, and a second casing section 108b may be placed over the first casing section 108a to cover the block 104 containing the consumable. Pre-made holes 120 may be formed in the shell 108 prior to encapsulating the block 104 containing the consumable.

Установив общие принципы упаковки 102, содержащей расходный материал, были также рассмотрены варианты, которые достигают тех же целей. Например, в некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может содержать две продолговатые секции 104a, 104b. Две продолговатые секции 104а, 104b блока 104, содержащего расходный материал, могут быть образованы плоскостью, параллельной продольной оси L и пересекающей ее вдоль диаметра. Следовательно, две продолговатые секции 104а, 104b могут представлять собой полуцилиндрические секции, которые при соединении вместе образуют полностью цилиндрический блок 104, содержащий расходный материал.Having established the general principles of packaging 102 containing consumables, variants that achieve the same goals were also considered. For example, in some embodiments, the consumable containing block 104 may include two elongated sections 104a, 104b. Two elongated sections 104a, 104b of the consumable block 104 may be formed by a plane parallel to and intersecting the longitudinal axis L along the diameter. Therefore, the two elongated sections 104a, 104b may be semi-cylindrical sections which, when joined together, form a fully cylindrical block 104 containing the consumables.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 3A–4B, блок 104, содержащий расходный материал, может быть в виде пеллеты или таблетки. В отличие от блока 104, содержащего расходный материал, который представляет собой продолговатый цилиндр или трубку, в котором длина боковой стенки 109 намного больше диаметра, в варианте осуществления таблетки таблетка может представлять собой короткий цилиндр, образующий продольную ось L, при этом длина боковой стенки 109 ближе к размеру диаметра или короче диаметра. Токоприемник 106 может иметь плоскую круглую форму, чтобы соответствовать форме сечения таблетки при поперечном разрезе, перпендикулярном продольной оси L. Блок 104, содержащий расходный материал, может быть сжат вокруг токоприемника 106. Для имитации сигареты множество блоков 104, содержащих расходный материал, могут быть уложены впритык вдоль их продольных осей L, образуя продолговатый цилиндр. Следовательно, каждый индивидуальный блок 104, содержащий расходный материал, может быть нагрет отдельно, эффективно имитируя сегменты блока 104, содержащего расходный материал, имеющего продолговатую трубчатую основную часть.In some embodiments, as shown in FIG. 3A-4B, block 104 containing the consumable material may be in the form of a pellet or tablet. Unlike the consumable-containing block 104, which is an elongated cylinder or tube in which the length of the side wall 109 is much greater than the diameter, in the tablet embodiment, the tablet may be a short cylinder defining a longitudinal axis L, wherein the length of the side wall 109 closer to the diameter size or shorter than the diameter. The pantograph 106 may have a flat circular shape to conform to the cross-sectional shape of the tablet when viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal axis L. A block 104 containing a consumable may be compressed around the pantograph 106. To simulate a cigarette, a plurality of blocks 104 containing a consumable may be stacked end-to-end along their longitudinal axes L, forming an oblong cylinder. Therefore, each individual consumable block 104 can be heated separately, effectively simulating segments of a consumable block 104 having an elongated tubular body.

Также могут быть использованы другие формы, такие как квадратная или прямоугольная с токоприемником 106, имеющим соответствующую форму. Однако цилиндрическую форму можно легко подогнать под форму, которая имитирует форму настоящей сигареты.Other shapes may also be used, such as square or rectangular with the pantograph 106 being suitably shaped. However, the cylindrical shape can be easily adjusted to a shape that imitates the shape of a real cigarette.

В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может быть образован из двух секций 104а, 104b блока 104, содержащего расходный материал, объединенных вместе в единое целое, как показано на фиг. 4А и фиг. 4В. Две секции 104а, 104b образованы путем разделения блока 104, содержащего расходный материал, пополам в поперечном направлении вдоль плоскости, перпендикулярной продольной оси L. Токоприемник 106 может быть зажат между двумя секциями 104а, 104b. С зажатым токоприемником 106 между двумя секциями 104a, 104b, содержащими расходный материал, блок 104, содержащий расходный материал, может быть заключен в оболочку 108. Этот процесс может быть повторен для создания множества индивидуальных блоков 104, содержащих расходный материал, зажимающих соответствующие токоприемники 106, каждый из которых индивидуально содержится в соответствующей оболочке 108. Множество блоков 104, содержащих расходный материал, могут быть уложены друг на друга для создания упаковки 102, содержащей расходный материал, в которой каждый индивидуальный блок 104, содержащий расходный материал, может быть нагрет индивидуально, по одному за раз.In some embodiments, the consumable containing block 104 may be formed from two sections 104a, 104b of the consumable containing block 104 combined together as a single unit, as shown in FIG. 4A and FIG. 4B. The two sections 104a, 104b are formed by dividing the consumable block 104 in half in the transverse direction along a plane perpendicular to the longitudinal axis L. The pantograph 106 may be sandwiched between the two sections 104a, 104b. With pantograph 106 sandwiched between two consumable-containing sections 104a, 104b, consumable-containing block 104 may be enclosed within shell 108. This process may be repeated to create multiple individual consumable-containing blocks 104 clamping respective pantographs 106. each of which is individually contained in a respective casing 108. A plurality of consumable-containing blocks 104 may be stacked on top of each other to create a consumable-containing package 102 in which each individual consumable-containing block 104 can be heated individually, according to one at a time.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может быть алюминиевой, обернутой вокруг блока 104, содержащего расходный материал. Алюминий может иметь дополнительные сгибы 130, 132 на противоположных концах, как показано на фиг. 3D. Эти дополнительные сгибы 130, 132 создают зазор между смежными блоками 104, содержащими расходный материал, когда они уложены друг на друга.In some embodiments, the shell 108 may be aluminum wrapped around the block 104 containing the consumable. The aluminum may have additional folds 130, 132 at opposite ends as shown in FIG. 3D. These additional folds 130, 132 create a gap between adjacent blocks 104 containing consumables when they are stacked on top of each other.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может состоять из двух частей, имеющих первую секцию 108а оболочки и вторую секцию 108b оболочки, которая служит в качестве крышки или колпачка для заключения блока 104, содержащего расходный материал, внутри первой секции 108а оболочки, как показано на фиг. 4А и фиг. 4В. Как описано ранее, отверстия 120 на оболочке 108 могут быть расположены вдоль боковой стенки 122 или на концах 124, 126. Как описано ранее, токоприемник 106 может быть изготовлен из любого типа металла, который подвержен индуцированному нагреву, включая стальную вату, как показано на фиг. 4В. В предпочтительных вариантах осуществления в токоприемнике 106 созданы многочисленные края путем создания множества отверстий 110 или с использованием спрессованных вместе нитей из стальной ваты. Нити из стальной ваты могут быть от высшего до среднего класса. Как было рассмотрено выше, прокладка из стальной ваты может быть пропитана, покрыта или наполнена добавкой, ароматизатором, защитным веществом и/или наполнителем. In some embodiments, the casing 108 may be composed of two parts, having a first casing section 108a and a second casing section 108b that serves as a lid or cap for enclosing a block 104 containing a consumable within the first casing section 108a, as shown in FIG. 4A and FIG. 4B. As previously described, openings 120 on shell 108 may be located along side wall 122 or at ends 124, 126. As previously described, pantograph 106 may be made of any type of metal that is susceptible to induced heat, including steel wool, as shown in FIG. . 4B. In preferred embodiments, multiple edges are created in pantograph 106 by creating multiple holes 110 or by using steel wool strands pressed together. Steel wool threads can range from high to middle grade. As discussed above, the steel wool pad may be impregnated, coated or filled with an additive, flavoring agent, preservative and/or filler.

В некоторых вариантах осуществления множество блоков 104, содержащих расходный материал, могут содержаться в одной продолговатой оболочке 108, как показано на фиг. 5A–6B. Оболочка 108 может быть отлита с отделениями 111 для размещения каждого отдельного блока 104, содержащего расходный материал. В некоторых вариантах осуществления отдельные отделения 111 могут быть соединены друг с другом перемычкой 121. В некоторых вариантах осуществления перемычка 121 может образовывать канал 125, который обеспечивает сообщение по текучей среде из одного отделения 111 в другое. В некоторых вариантах осуществления перемычка 121 может быть загнута для предотвращения сообщения по текучей среде между одним отделением 111 и другим через перемычку 121. В некоторых вариантах осуществления продолговатая оболочка 108 может представлять собой сборку из двух частей, разделенную поперечно вдоль продольной оси L, как показано на фиг. 6A–6B. Блоки 104, содержащие расходный материал, могут быть размещены в отделениях 111 одной из секций 108a оболочки. Затем вторая секция 108b оболочки может быть состыкована с первой секцией 108a оболочки для закрытия блоков 104, содержащих расходный материал. Щель между первой секцией 108а оболочки и второй секцией 108b оболочки может быть использована в качестве отверстия 120. В качестве альтернативы предварительно сделанные отверстия 120 могут быть выполнены в одной или обеих секциях 108a, 108b оболочки.In some embodiments, multiple consumable-containing blocks 104 may be contained within a single elongated shell 108, as shown in FIG. 5A–6B. The shell 108 may be molded with compartments 111 to accommodate each individual block 104 containing a consumable. In some embodiments, the individual compartments 111 may be connected to each other by a jumper 121. In some embodiments, the jumper 121 may define a conduit 125 that provides fluid communication from one compartment 111 to another. In some embodiments, the web 121 may be folded to prevent fluid communication between one compartment 111 and another through the web 121. In some embodiments, the elongated shell 108 may be a two-piece assembly divided transversely along a longitudinal axis L, as shown in fig. 6A–6B. Blocks 104 containing consumables may be placed in compartments 111 of one of the shell sections 108a. The second shell section 108b may then be mated to the first shell section 108a to cover the consumable-containing blocks 104. The gap between the first shell section 108a and the second shell section 108b can be used as an opening 120. Alternatively, pre-made holes 120 can be provided in one or both shell sections 108a, 108b.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 7A–7D, оболочка 108 может быть изготовлена из материала, который позволяет оболочке 108 служить в качестве токоприемника. Например, оболочка 108 может быть изготовлена из стали или иным образом содержать черный металл, или любой другой металл, который может быть нагрет с использованием индукционного нагрева. В таком варианте осуществления не требовалось бы встраивать внутренний токоприемник 106 в блок 104, содержащий расходный материал. Оболочка 108 все еще может содержать множество отверстий 120 и быть покрыта добавкой и/или герметиком, таким как PGA. Такой вариант осуществления может быть выполнен в виде продолговатой трубки, как показано на фиг. 7А, или в виде таблеток или дисков, как показано на фиг. 7B. Оболочка 108 может представлять собой оболочку, состоящую из двух частей, имеющую первую секцию 108a оболочки и вторую секцию 108b оболочки, как было рассмотрено ранее.In some embodiments, as shown in FIG. 7A through 7D, the shell 108 may be made of a material that allows the shell 108 to serve as a current collector. For example, shell 108 may be made of steel or otherwise contain ferrous metal, or any other metal that can be heated using induction heating. In such an embodiment, it would not be necessary to integrate the internal pantograph 106 into the consumable block 104. The shell 108 may still contain a plurality of holes 120 and be coated with an additive and/or sealant such as PGA. This embodiment may be in the form of an elongated tube, as shown in FIG. 7A, or in tablet or disc form as shown in FIG. 7B. The shell 108 may be a two-piece shell having a first shell section 108a and a second shell section 108b, as previously discussed.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может иметь поперечные прорези 123, расположенные поперек оболочки 108, в целом, перпендикулярно продольной оси L, как показано на фиг. 7C и фиг. 7D. Прорези 123 создают разбивку на сегменты в оболочке 108, так что только небольшой сегмент блока 104, содержащего расходный материал, нагревается при приведении в действие. Поперечные прорези 123 могут быть сквозными отверстиями, которые открывают блок 104, содержащий расходный материал, снизу. В таких вариантах осуществления сегменты могут быть заполнены покрытием или какой-либо другой заглушкой для герметизации отверстия либо на постоянной основе, либо веществом, которое плавится при нагреве и позволяет аэрозолю выходить через прорезь 123. В некоторых вариантах осуществления заглушка может быть изготовлена из материала, который может функционировать как поглотитель тепла, и/или из вещества, которое трудно нагревать с помощью индукции для снижения эффекта от нагрева на поперечных прорезях 123. В некоторых вариантах осуществления поперечная прорезь 123 может представлять собой углубленную часть или углубление в оболочке 108. Другими словами, поперечная прорезь 123 может представлять собой утонченную часть оболочки 108. Таким образом, поперечная прорезь 123 может образовывать лунку. Лунка может быть заполнена заглушкой, которая может функционировать как поглотитель тепла и/или вещество, которое трудно нагревать с помощью индукции для снижения теплопередачи вдоль поперечной прорези 123.In some embodiments, the shell 108 may have transverse slots 123 located across the shell 108 generally perpendicular to the longitudinal axis L, as shown in FIG. 7C and FIG. 7D. The slots 123 create segmentations in the shell 108 such that only a small segment of the block 104 containing the consumable is heated upon actuation. The cross slits 123 may be through holes that expose the consumable block 104 from below. In such embodiments, the segments may be filled with a coating or some other plug to seal the opening either permanently or with a substance that melts when heated and allows the aerosol to exit through the slot 123. In some embodiments, the plug may be made of a material that may function as a heat sink, and/or of a substance that is difficult to heat by induction to reduce the effect of heating on the transverse slots 123. In some embodiments, the transverse slot 123 may be a recessed portion or recess in the shell 108. In other words, the transverse the slot 123 may be a thinned portion of the shell 108. Thus, the transverse slot 123 may form a recess. The well may be filled with a plug that may function as a heat sink and/or a substance that is difficult to heat by induction to reduce heat transfer along the transverse slot 123.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может представлять собой твердый покровный слой для обеспечения структурной целостности упаковки 102, содержащей расходный материал. В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может представлять собой гибкую обертку, а блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106 могут быть завернуты внутрь оболочки 108. Например, в некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может представлять собой плоский лист ваты, обернутый хлопком, в который включен расходный материал в жидкой или сыпучей твердой форме. Вата и хлопок могут быть обернуты алюминиевой фольгой, имеющей множество отверстий 120.In some embodiments, the shell 108 may be a hard covering layer to provide structural integrity to the package 102 containing the consumable. In some embodiments, the sheath 108 may be a flexible wrap, and the block 104 containing the consumable and the pantograph 106 may be wrapped within the sheath 108. For example, in some embodiments, the pantograph 106 may be a flat sheet of cotton wool wrapped in cotton, in which included consumables in liquid or bulk solid form. The cotton wool and cotton can be wrapped with aluminum foil which has 120 holes in it.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может быть изготовлена из пористого материала, как показано на фиг. 4С. Например, оболочка 108 может представлять собой пористую бумажную обертку или другой подобный материал. Таким образом, поры функционировали бы как отверстия 120, позволяя аэрозолю выходить из блока 104, содержащего расходный материал, при нагреве. Кроме того, поскольку блок 104, содержащий расходный материал, сжат для удаления кислорода, возгорание по-прежнему маловероятно при рабочих температурах и короткой длительности времени, в течение которого блок 104, содержащий расходный материал, подвержен воздействию высокой температуры. Даже несмотря на то, что внешняя часть оболочки 108 подвержена воздействию кислорода вдоль канала между оболочкой 108 и корпусом 150, индукционный нагрев быстро нагревает расходный материал изнутри, поэтому внешняя часть оболочки 108 никогда не достигает температуры возгорания. Например, при температурах выше 350 градусов Цельсия и даже выше при 400 градусах Цельсия возгорание в настоящем изобретении не происходило. Наоборот, поскольку в других устройствах используют сыпучий табак (или расходный материал) или нагревают расходный материал снаружи, то эти устройства подвержены возгоранию расходного материала. Дополнительно другие нагретые табачные изделия нагревают весь табак одновременно – либо изнутри с помощью лезвия/стержня, либо с помощью «печи», окружающей расходный материал. Это вызывает пресыщенный горелый привкус уже после 3 затяжек. В дополнение большинство других текущих технологий нагрева табака направляют поток воздуха сквозь табак, что снижает температуру горения. В отличие от этого, в настоящем изобретении источником тепла является токоприемник 106, который заключен в сжатый блок 104, содержащий расходный материал, для создания бескислородной среды или среды с ограниченным доступом кислорода, а расходный аэрозоль, полученный при нагреве, выпускается из той окружающей среды в окружающий канал между оболочкой 108 и корпусом 150. In some embodiments, the shell 108 may be made of a porous material, as shown in FIG. 4C. For example, the shell 108 may be a porous paper wrapper or other similar material. Thus, the pores would function as openings 120, allowing the aerosol to exit the consumable block 104 when heated. In addition, since the consumable block 104 is compressed to remove oxygen, combustion is still unlikely at operating temperatures and the short duration of time during which the consumable block 104 is exposed to high temperature. Even though the outer portion of the shell 108 is exposed to oxygen along the passage between the shell 108 and the housing 150, induction heating quickly heats the consumable from the inside so that the outer portion of the shell 108 never reaches combustion temperature. For example, at temperatures above 350 degrees Celsius and even above at 400 degrees Celsius, combustion did not occur in the present invention. On the contrary, since other devices use loose tobacco (or consumables) or heat the consumables from the outside, these devices are susceptible to the consumables catching fire. Additionally, other heated tobacco products heat all of the tobacco at the same time - either from the inside using a blade/rod or using a "oven" surrounding the consumable. This causes a cloying, burnt taste after just 3 puffs. In addition, most other current tobacco heating technologies direct air flow through the tobacco, which reduces the combustion temperature. In contrast, in the present invention, the heat source is a susceptor 106, which is enclosed in a compressed block 104 containing a consumable to create an oxygen-free or oxygen-limited environment, and the consumable aerosol produced by heating is released from that environment into a surrounding channel between the shell 108 and the housing 150.

В вариантах осуществления, в которых оболочка 108 представляет собой пористый материал, оболочка 108 может быть тонкой, позволяя аэрозолю проходить через поры оболочки и выходить из оболочки 108 сбоку или в радиальном направлении наружу. Это позволяет аэрозолю поступать в канал, созданный между корпусом 150 и оболочкой 108. В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может быть толще и иметь достаточную пористость, чтобы позволить аэрозолю проходить сквозь поры в продольном направлении вдоль длины оболочки 108. В таком варианте осуществления канал между корпусом 150 и оболочкой 108 может не понадобиться. Такие пористые материалы могут включать сигаретную бумагу, целлюлозу или другие фильтрующие материалы, или любой подходящий для этой цели материал. In embodiments in which the shell 108 is a porous material, the shell 108 may be thin, allowing aerosol to pass through the pores of the shell and exit the shell 108 laterally or radially outward. This allows the aerosol to enter the channel created between the housing 150 and the shell 108. In some embodiments, the shell 108 may be thicker and have sufficient porosity to allow the aerosol to pass through the pores in the longitudinal direction along the length of the shell 108. In such an embodiment, the channel between the housing 108 150 and shell 108 may not be needed. Such porous materials may include cigarette paper, cellulose or other filter materials, or any suitable material for this purpose.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может содержать покрытие 115. В контексте настоящего документа покрытие 115 представляет собой текучую среду, такую как жидкое, полужидкое или вязкое вещество, которое затвердело в покровный слой, и, в частности, жесткий, пористый покровный слой, который может сохранять свою форму при обращении с ним. Примером покрытия 115 является масса, изготовленная из крахмала. Крахмал может быть кукурузным крахмалом, картофельным крахмалом или крахмалом из любого другого растительного источника, такого как саго, пшеница, ячмень, рис, тапиока, маниок и т. п., а в некоторых вариантах осуществления может быть объединен с другими волокнистыми материалами, такими как бумажная масса или т. п. Когда крахмал смешивают с текучей средой, такой как вода, масса становится жидкой, полужидкой или вязкой. При нагреве и/или со временем масса может затвердеть. Это распространенный метод, используемый при приготовлении жареных блюд. Подобным образом покрытие 115 в жидкой форме может быть нанесено на блок 104, содержащий расходный материал. Например, в жидкой форме масса может быть нанесена распылением или намазана на блок 104, содержащий расходный материал, или блок 104, содержащий расходный материал, может быть погружен в массу. На покрытый блок 104, содержащий расходный материал, может быть подано тепло. Затем покрытие создает затвердевший, но все еще пористый покровный слой вокруг блока 104, содержащего расходный материал, для формирования оболочки 108. В другом варианте осуществления оболочка в виде покровного слоя может быть отлита с использованием комбинации крахмальной массы. Однако кислород все еще в значительной степени удаляется между расходным материалом и токоприемником 106.In some embodiments, the shell 108 may include a coating 115. As used herein, the coating 115 is a fluid, such as a liquid, semi-liquid, or viscous substance that has solidified into a coating layer, and in particular, a rigid, porous coating layer that can maintain its shape when handled. An example of coating 115 is a mass made from starch. The starch may be corn starch, potato starch, or starch from any other plant source such as sago, wheat, barley, rice, tapioca, cassava, etc., and in some embodiments may be combined with other fibrous materials such as paper pulp, etc. When starch is mixed with a fluid such as water, the pulp becomes liquid, semi-liquid or viscous. When heated and/or over time, the mass may harden. This is a common method used when preparing fried foods. Likewise, coating 115 in liquid form may be applied to block 104 containing consumables. For example, in liquid form, the mass may be sprayed or spread onto a block 104 containing a consumable, or a block 104 containing a consumable may be immersed in the mass. Heat may be applied to the covered block 104 containing the consumable material. The coating then creates a hardened, but still porous, coating layer around the block 104 containing the consumable material to form the shell 108. In another embodiment, the coating layer shell may be cast using a combination of starch mass. However, oxygen is still largely removed between the consumable and the current collector 106.

В таком варианте осуществления нет необходимости пробивать отверстия 120 в оболочке 108 из-за пористости оболочки 108. Пористость может быть создана и/или увеличена по мере нагрева оболочки 108 во время использования. В дополнение крахмал обеспечивает высокую температуру воспламенения и не придает вкуса и аромата. Кроме того, при использовании крахмала риск утечки очень мал и крахмал может иметь длительный срок хранения.In such an embodiment, there is no need to punch holes 120 in the shell 108 due to the porosity of the shell 108. Porosity can be created and/or increased as the shell 108 heats up during use. In addition, starch provides a high flash point and does not impart flavor or aroma. In addition, when using starch, the risk of leakage is very small and the starch can have a long shelf life.

Затем оболочка 108, содержащая блок 104, содержащий расходный материал, может быть вставлена в корпус 150 для формирования упаковки 102, содержащей расходный материал. Когда токоприемник 106 нагрет, расходный материал распыляется и выходит в пористую оболочку 108. Когда пользователь делает втягивание через мундштук 158, отрицательное давление, создаваемое внутри корпуса 150, вызывает поток воздуха в направлении мундштука 158, и превращенный в аэрозоль расходный материал проходит сквозь поры оболочки к мундштуку, где пользователь может вдохнуть расходный материал.The shell 108 containing the block 104 containing the consumable can then be inserted into the housing 150 to form a package 102 containing the consumable. When the pantograph 106 is heated, the consumable material is atomized and released into the porous shell 108. When the user draws through the mouthpiece 158, the negative pressure created inside the housing 150 causes air to flow towards the mouthpiece 158, and the aerosolized consumable material passes through the pores of the shell to mouthpiece where the user can inhale the consumable.

Подобно варианту осуществления, показанному на фиг. 2A–2E, оболочка 108 в виде пористого покровного слоя может представлять собой один продолговатый блок, такой как трубки или стержни. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 3A–D, пористые покровные слои могут быть отдельными, короткими цилиндрическими блоками или блочными блоками, которые можно укладывать в стопку. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4C, пористые покровные слои могут быть сферическими.Similar to the embodiment shown in FIG. 2A-2E, the porous cover layer shell 108 may be a single elongated unit such as tubes or rods. In some embodiments, as shown in FIG. 3A-D, the porous cover layers can be individual, short cylindrical blocks or block blocks that can be stacked. In some embodiments, as shown in FIG. 4C, the porous cover layers may be spherical.

Исключительно в качестве примера крахмальный порошок может быть распылен на состав активного ингредиента вокруг токоприемника, формируя пористую оболочку; или масса может быть сформирована путем добавления воды к крахмальному порошку для придания ему консистенции меда, а затем активный ингредиент и токоприемник погрузят в массу и дадут им возможность высохнуть, формируя пористую оболочку. By way of example only, starch powder can be sprayed onto the active ingredient composition around the pantograph to form a porous shell; or the mass can be formed by adding water to the starch powder to give it the consistency of honey, and then the active ingredient and the current collector are immersed in the mass and allowed to dry, forming a porous shell.

Следовательно, способ изготовления упаковки 102, содержащей расходный материал, для использования в устройстве 200 для получения аэрозоля, включает объединение токоприемника 106 с расходным материалом для формирования блока 104, содержащего расходный материал; нанесение покрытия на блок 104, содержащий расходный материал; нагрев покрытия для создания оболочки 108 вокруг блока 104, содержащего расходный материал, при этом оболочка 108 является пористой, в результате чего получают упаковку 102, содержащую расходный материал. Предпочтительно покрытие содержит крахмал. Способ может дополнительно включать экструзию расходного материала с токоприемником 106 для формирования блока 104, содержащего расходный материал. Способ может дополнительно включать прокатку экструдированного токоприемника 106 и расходного материала для формирования цилиндра со спиралеобразным узором, если смотреть вдоль поперечного сечения. Способ может дополнительно включать введение расходного материала в среду 105 для формирования блока 102, содержащего расходный материал.Therefore, a method of manufacturing a package 102 containing a consumable for use in an aerosol producing device 200 includes combining a pantograph 106 with a consumable to form a block 104 containing the consumable; coating the block 104 containing the consumable material; heating the coating to create a shell 108 around the block 104 containing the consumable, the shell 108 being porous, resulting in a package 102 containing the consumable. Preferably the coating contains starch. The method may further include extruding the consumable with the current collector 106 to form a block 104 containing the consumable. The method may further include rolling the extruded pantograph 106 and consumable material to form a cylinder with a spiral pattern when viewed along a cross section. The method may further include introducing a consumable into the medium 105 to form a block 102 containing the consumable.

В некоторых вариантах осуществления способ изготовления упаковки 102, содержащей расходный материал, для использования в устройстве 200 для получения аэрозоля, включает сплющивание куска стальной ваты в токоприемник 106, имеющий толщину менее 0,1 дюйма (0,254 мм); объединение токоприемника 106 с расходным материалом для формирования блока 104, содержащего расходный материал; размещение блока 104, содержащего расходный материал, в оболочке 108, в результате чего получают упаковку 102, содержащую расходный материал. Способ может дополнительно включать экструзию токоприемника 106 для сплющивания куска стальной ваты. Способ может дополнительно включать экструзию токоприемника 106 с расходным материалом для объединения токоприемника 106 с расходным материалом. Способ может дополнительно включать прокатку экструдированного токоприемника 106 и расходного материала для формирования цилиндра со спиралеобразным узором, если смотреть вдоль поперечного сечения. Способ может дополнительно включать введение расходного материала в среду 105 для формирования блока 104, содержащего расходный материал.In some embodiments, a method of making a package 102 containing a consumable for use in an aerosol generating device 200 includes flattening a piece of steel wool into a pantograph 106 having a thickness of less than 0.1 inch (0.254 mm); combining the pantograph 106 with the consumable to form a block 104 containing the consumable; placing the block 104 containing the consumable in the casing 108, resulting in a package 102 containing the consumable. The method may further include extruding a pantograph 106 to flatten a piece of steel wool. The method may further include extruding the pantograph 106 with a consumable to combine the pantograph 106 with the consumable. The method may further include rolling the extruded pantograph 106 and consumable material to form a cylinder with a spiral pattern when viewed along a cross section. The method may further include introducing a consumable into the medium 105 to form a block 104 containing the consumable.

В некоторых вариантах осуществления оболочка 108 может быть полностью удалена, и блок 104, содержащий расходный материал, просто окружен корпусом 150. В таком варианте осуществления аэрозоль высвобождается из блока 104, содержащего расходный материал, непосредственно в канал между блоком 104, содержащим расходный материал, и корпусом 150. Как и в вариантах осуществления с оболочкой, внешняя часть блока 104, содержащего расходный материал, не достигает температуры горения из-за быстрого индукционного нагрева изнутри.In some embodiments, the shell 108 may be completely removed and the consumable containing block 104 is simply surrounded by the housing 150. In such an embodiment, the aerosol is released from the consumable containing block 104 directly into a channel between the consumable containing block 104 and housing 150. As with the shell embodiments, the exterior of the block 104 containing the consumable material does not reach combustion temperature due to rapid induction heating from the inside.

В вариантах осуществления, где оболочка 108 является пористой или отсутствует, свежесть расходного материала может быть сохранена с использованием воздухонепроницаемой упаковки, которая может быть заполнена азотом или другим инертным газом для предотвращения окисления. Такая упаковка может быть использована для больших упаковок 102, содержащих расходный материал, например, для табачных изделий, где каждый день может быть использовано несколько упаковок 102, содержащих расходный материал. В качестве альтернативы индивидуальная упаковка может быть использована для упаковок 102, содержащих расходный материал, содержащих лекарственные препараты, где расходный материал используют только периодически.In embodiments where the shell 108 is porous or absent, the freshness of the consumable can be maintained using an airtight package that can be filled with nitrogen or other inert gas to prevent oxidation. Such packaging may be used for large packages 102 containing consumables, such as tobacco products, where multiple packages 102 containing consumables may be used each day. Alternatively, individual packaging may be used for consumable packages 102 containing medicinal products where the consumable is only used periodically.

РазделительDelimiter

Упаковка 102, содержащая расходный материал, может содержать разделитель 135 для создания пространства между корпусом 150 и блоком 104, содержащим расходный материал. Пространство между корпусом 150 и блоком 104, содержащим расходный материал, создает проход для потока воздуха, чтобы перенести расходный материал в аэрозольной форме к мундштуку 158 для вдыхания.The package 102 containing the consumable may include a separator 135 to create a space between the housing 150 and the block 104 containing the consumable. The space between the housing 150 and the block 104 containing the consumable provides a passage for air flow to carry the consumable in aerosol form to the mouthpiece 158 for inhalation.

В некоторых вариантах осуществления разделитель 135 может представлять собой трубку 140 фильтра для инкапсулирования блока 104, содержащего расходный материал, токоприемника 106 и оболочки 108, как показано на фиг. 2C и 2D. Другими словами пористость трубки 140 фильтра создает проход для потока воздуха к мундштуку. Исключительно в качестве примера трубка 140 фильтра может быть изготовлена из целлюлозы или ацетата целлюлозы, хотя может быть использован любой подходящий фильтрующий материал.In some embodiments, the separator 135 may be a filter tube 140 for encapsulating the consumable block 104, pantograph 106, and shell 108, as shown in FIG. 2C and 2D. In other words, the porosity of the filter tube 140 creates a passage for air flow to the mouthpiece. By way of example only, filter tube 140 may be made of cellulose or cellulose acetate, although any suitable filter material may be used.

Трубка 140 фильтра может быть изготовлена из фильтрующего материала для улавливания любого нежелательного мусора, в то же время позволяя расходному аэрозолю, который высвобождается в результате нагрева оболочки, проходить поперечно через фильтр. Трубка 140 фильтра может окружать оболочку 108 и дополнительно закрывать отверстия 120 с покрытием. Поскольку трубка 140 фильтра может быть изготовлена из фильтрующего материала, расходный аэрозоль способен проходить через трубку 140 фильтра. Исключительно в качестве примера трубка фильтра может быть изготовлена из целлюлозы или ацетата целлюлозы, хотя может быть использован любой подходящий фильтрующий материал.The filter tube 140 may be made of filter material to trap any unwanted debris while allowing the consumable aerosol that is released by heating the sheath to pass transversely through the filter. A filter tube 140 may surround the shell 108 and further cover the coated openings 120. Since the filter tube 140 may be made of a filter material, the consumable aerosol is able to pass through the filter tube 140. By way of example only, the filter tube may be made of cellulose or cellulose acetate, although any suitable filter material may be used.

В некоторых вариантах осуществления разделитель 135 может представлять собой любую жесткую конструкцию, которая может сохранять пространство между оболочкой 108 и корпусом 150, в то же время создавая проход для потока воздуха от оболочки 108 к мундштуку 158, как показано на фиг. 3A и 3B. Например, разделитель 135 может представлять собой каркас, гофрированный материал, стержни, кольца, установленные на оболочке 108 с поперечными отверстиями, прорезанными в стенке кольца, и т. п.In some embodiments, the spacer 135 may be any rigid structure that can maintain space between the shell 108 and the housing 150 while providing a passage for air flow from the shell 108 to the mouthpiece 158, as shown in FIG. 3A and 3B. For example, the spacer 135 may be a frame, corrugated material, rods, rings mounted on a shell 108 with transverse holes cut into the wall of the ring, or the like.

В некоторых вариантах осуществления разделитель может быть необязательным. Например, в вариантах осуществления, в которых оболочка изготовлена из жесткого, но пористого материала, разделитель 135 не потребовался бы, поскольку пористость оболочки 108 создает проход для потока воздуха для перемещения расходного материала от блока 104, содержащего расходный материал, к мундштуку 158.In some embodiments, the separator may be optional. For example, in embodiments in which the sheath is made of a rigid but porous material, separator 135 would not be required since the porosity of sheath 108 provides a passage for air flow to move the consumable from the consumable-containing block 104 to the mouthpiece 158.

В некоторых вариантах осуществления разделитель 135 может быть необязательным. Если блок 104, содержащий расходный материал, и/или оболочка 108 имеют форму, отличную от формы корпуса 150, то образуется естественный канал. Например, если блок 104, содержащий расходный материал, и/или оболочка 108 имеют треугольное или квадратное сечение, их размещение в цилиндрической оболочке 108 создает три и четыре канала, соответственно. Для цилиндрического корпуса 150 любой блок 104, содержащий расходный материал, и/или оболочка 108, имеющие многоугольное сечение или даже овальное сечение, будут создавать каналы для аэрозоля без необходимости в разделителе 135. Любое сечение, которое создает один или более каналов, может устранить необходимость в разделителе 135. В качестве альтернативы блок 104, содержащий расходный материал, и/или оболочка 108 могут быть цилиндрическими, а корпус 150 может быть многоугольным или даже квадратным для создания каналов без необходимости в разделителе 135.In some embodiments, separator 135 may be optional. If the consumable block 104 and/or shell 108 are shaped differently from the body 150, a natural channel is formed. For example, if the consumable block 104 and/or shell 108 have a triangular or square cross-section, their placement within the cylindrical shell 108 creates three and four channels, respectively. For a cylindrical body 150, any consumable block 104 and/or shell 108 having a polygonal cross-section or even an oval cross-section will create aerosol channels without the need for a separator 135. Any cross-section that creates one or more channels can eliminate the need in the separator 135. Alternatively, the consumable block 104 and/or shell 108 may be cylindrical, and the body 150 may be polygonal or even square to create channels without the need for the separator 135.

КорпусFrame

Упаковка 102, содержащая расходный материал, может дополнительно содержать корпус 150 для заключения оболочки 108 и разделителя 135, в случае наличия. В предпочтительном варианте осуществления корпус 150 обычно имитирует сигарету. Таким образом, корпус 150 в целом является трубчатым, имеющий первый конец 152 с первым отверстием 153, и второй конец 156, противоположный первому концу 152, причем второй конец 156 имеет второе отверстие 157. Таким образом, корпус 150 может представлять собой полую трубку, выполненную так, чтобы пользователь мог делать втягивание на втором конце 156, заставляя воздух протекать через первое отверстие 153 на первом конце 152 дальше по ходу потока ко второму отверстию 157 на втором конце 156. Например, корпус 150 может иметь длину от приблизительно 1,5 дюйма (38,10 мм) до приблизительно 3,25 дюйма (82,55 мм).The package 102 containing the consumable may further include a housing 150 to enclose a shell 108 and a separator 135, if present. In a preferred embodiment, the housing 150 typically simulates a cigarette. Thus, the housing 150 is generally tubular, having a first end 152 with a first opening 153, and a second end 156 opposite the first end 152, the second end 156 having a second opening 157. Thus, the housing 150 may be a hollow tube configured so that the user can draw in on the second end 156, causing air to flow through the first opening 153 on the first end 152 downstream to the second opening 157 on the second end 156. For example, the housing 150 may have a length of from about 1.5 inches ( 38.10 mm) to approximately 3.25 inches (82.55 mm).

Корпус 150 содержит материал, который с меньшей вероятностью позволяет пропускать сквозь себя расходные аэрозоли, такой как бумага, пластик, металл, керамика, стекло, дерево, углеродное волокно, прессованная крахмальная бумага и т. п. Это позволяет расходному аэрозолю следовать по пути вдыхания ко рту пользователя в направлении от первого конца 152 корпуса 150 ко второму концу 156 корпуса 150.The housing 150 contains a material that is less likely to allow sacrificial aerosols to pass through, such as paper, plastic, metal, ceramic, glass, wood, carbon fiber, pressed starch paper, etc. This allows the sacrificial aerosol to follow the inhalation path of the the user's mouth in a direction from the first end 152 of the housing 150 to the second end 156 of the housing 150.

Корпус 150 может быть закрыт торцевой крышкой 154 на первом конце 152. Торцевая крышка 154 может состоять из фильтрующего материала определенного типа. По мере того, как воздух протекает от первого конца 152 ко второму концу 156, торцевая крышка 154 функционирует в качестве предварительного фильтра. Другая функция торцевой крышки 154 в корпусе 150 заключается в том, чтобы служить ограничителем потока воздуха, создавая отрицательное давление внутри расходного материала, когда воздух втягивается через торцевую крышку 154.The housing 150 may be closed by an end cap 154 at the first end 152. The end cap 154 may be comprised of a particular type of filter material. As air flows from first end 152 to second end 156, end cap 154 functions as a pre-filter. Another function of the end cap 154 in the housing 150 is to serve as an air flow restrictor, creating negative pressure within the consumable as air is drawn through the end cap 154.

На противоположном конце 156 корпуса 150 находится мундштук 158, через который пользователь делает затяжку, чтобы втягивать нагретый расходный аэрозоль из оболочки 108 вдоль корпуса 150 к мундштуку 158 и в рот пользователя. Таким образом, мундштук 158 может также содержать тип фильтра, аналогичный типу фильтра торцевой крышки 154. Любой тип фильтра можно использовать в качестве торцевой крышки 154 и мундштука 158. В некоторых вариантах осуществления торцевая крышка 154 и/или мундштук 158 могут представлять собой лист фильтрующего материала, бумаги или любого другого подходящего материала, который был свернут от первого конца ко второму концу для создания внутренней спирали, если смотреть в поперечном сечении, как показано на фиг. 2F.At the opposite end 156 of the body 150 is a mouthpiece 158 through which the user draws a puff to draw the heated consumable aerosol from the sheath 108 along the body 150 to the mouthpiece 158 and into the user's mouth. Thus, mouthpiece 158 may also include a type of filter similar to the type of filter of end cap 154. Any type of filter may be used as end cap 154 and mouthpiece 158. In some embodiments, end cap 154 and/or mouthpiece 158 may be a sheet of filter material , paper or any other suitable material which has been folded from the first end to the second end to create an internal spiral when viewed in cross section as shown in FIG. 2F.

Оболочку 108 можно вдвинуть в корпус 150 через первое отверстие 153 или второе отверстие 157. Если оболочку 108 вдвинуть из первого отверстия 153, то мундштук 158 может быть установлен на место, чтобы предотвратить выскальзывание оболочки 108. Подобным образом, если оболочку 108 вдвинуть в корпус 150 из второго отверстия 157, то торцевая крышка 154 может быть установлена на место, чтобы предотвратить выскальзывание оболочки 108 из первого отверстия 153. Таким образом, мундштук 158 и торцевая крышка 154 удерживают оболочку 108 на месте внутри корпуса 150. Sheath 108 may be slid into housing 150 through first opening 153 or second opening 157. If sheath 108 is slid out of first opening 153, then mouthpiece 158 may be seated to prevent sheath 108 from slipping out. Likewise, if sheath 108 is slid into housing 150 from the second hole 157, then the end cap 154 can be installed in place to prevent the shell 108 from slipping out of the first hole 153. Thus, the mouthpiece 158 and the end cap 154 hold the shell 108 in place within the housing 150.

Корпус 150, обернутый вокруг трубки 140 фильтра, создает продольный канал через трубку 140 фильтра, по которому расходный аэрозоль перемещается, а не выходит в радиальном направлении из трубки 140 фильтра. Это позволяет расходному аэрозолю следовать по пути вдыхания ко рту пользователя. Один конец 152 корпуса 150 может быть закрыт торцевой крышкой 154. Торцевая крышка 154 может состоять из фильтрующего материала определенного типа. На противоположном конце 156 корпуса 150 находится мундштук 158, через который пользователь делает затяжку, чтобы втягивать нагретый расходный аэрозоль из оболочки 108 вдоль трубки 140 фильтра к мундштуку 158 и в рот пользователя. Таким образом, мундштук 158 также может представлять собой тип фильтра, аналогичный типу фильтра торцевой крышки 154. Если упаковка 102, содержащая расходный материал, включает канал, по которому проходит расходный аэрозоль, и этот канал ведет непосредственно к мундштуку 158, который также является частью упаковки 102, содержащей расходный материал, и канал изолирован от приемного устройства 151 и/или кожуха 202, то приемное устройство 151 и/или кожух 202 останутся свободными от любых остатков или побочных продуктов, образующихся во время работы устройства. В этой конфигурации приемное устройство 151 и/или кожух 202 остаются чистыми и не требуют от пользователя периодической очистки приемного устройства 151 и/или кожуха 202.The housing 150 wrapped around the filter tube 140 creates a longitudinal channel through the filter tube 140 through which the consumable aerosol moves rather than exits radially from the filter tube 140. This allows the consumable aerosol to follow an inhalation path to the user's mouth. One end 152 of the housing 150 may be closed by an end cap 154. The end cap 154 may be comprised of a particular type of filter material. At the opposite end 156 of the housing 150 is a mouthpiece 158 through which the user takes a puff to draw the heated consumable aerosol from the shell 108 along the filter tube 140 to the mouthpiece 158 and into the user's mouth. Thus, the mouthpiece 158 may also be a type of filter similar to the type of filter of the end cap 154. If the package 102 containing a consumable includes a channel through which the consumable aerosol passes, and this channel leads directly to the mouthpiece 158, which is also part of the package 102 containing the consumable and the channel is isolated from the receiving device 151 and/or housing 202, then the receiving device 151 and/or housing 202 will remain free of any residues or by-products generated during operation of the device. In this configuration, the receiving device 151 and/or housing 202 remains clean and does not require the user to periodically clean the receiving device 151 and/or housing 202.

Индукционный нагревInduction heating

Нагрев блока 104, содержащего расходный материал, достигается с помощью индукционного нагревательного процесса, который обеспечивает бесконтактный нагрев металла, предпочтительно черного металла, путем помещения металла в присутствии переменного магнитного поля, генерируемого индукционным нагревательным элементом 160, как показано на фиг. 8A–8B. В предпочтительном варианте осуществления индукционный нагревательный элемент 160 представляет собой проводник 162, намотанный на катушку, который генерирует магнитное поле при пропускании тока через катушку. Металлический токоприемник 106 размещен достаточно близко к проводнику 162, чтобы он находился в пределах магнитного поля. В предпочтительном варианте осуществления проводник 162 намотан таким образом, что образует центральную полость 164. Это позволяет вставить упаковку 102, содержащую расходный материал, в полость 164, чтобы проводник 162 окружал токоприемник 106, не касаясь токоприемника 106. Ток, проходящий через проводник 162, представляет собой переменный ток, создающий быстропеременное магнитное поле. Переменное магнитное поле может создавать вихревые токи в токоприемнике 106, которые могут генерировать тепло внутри токоприемника 106. Таким образом, упаковка 102, содержащая расходный материал, обычно нагревается изнутри. В вариантах осуществления, в которых оболочка 108 также служит в качестве токоприемника, упаковка 102, содержащая расходный материал, нагревается снаружи. В некоторых вариантах осуществления множество отдельных проводников 162a-f могут быть расположены последовательно, чтобы обеспечить возможность нагрева отдельных блоков упаковки 102, содержащей расходный материал.Heating of the consumable block 104 is achieved using an induction heating process that provides non-contact heating of metal, preferably ferrous metal, by placing the metal in the presence of an alternating magnetic field generated by induction heating element 160, as shown in FIG. 8A–8B. In a preferred embodiment, induction heating element 160 is a conductor 162 wound on a coil that generates a magnetic field when current is passed through the coil. The metal current collector 106 is placed close enough to the conductor 162 to be within the magnetic field. In a preferred embodiment, conductor 162 is wound such that it defines a central cavity 164. This allows a package 102 containing a consumable to be inserted into cavity 164 such that conductor 162 surrounds pantograph 106 without touching pantograph 106. The current passing through conductor 162 represents is an alternating current that creates a rapidly varying magnetic field. The alternating magnetic field can create eddy currents in the pantograph 106, which can generate heat inside the pantograph 106. Thus, the package 102 containing the consumable material is generally heated from the inside. In embodiments in which the shell 108 also serves as a current collector, the package 102 containing the consumable is heated externally. In some embodiments, a plurality of individual conductors 162a-f may be arranged in series to allow individual blocks of the package 102 containing the consumable to be heated.

В предпочтительном варианте осуществления нагрев является очень быстрым и непродолжительным. Требуется приблизительно менее десяти секунд, чтобы устройство «прогрелось» и было готово подавать питание на катушку, которая затем почти сразу нагревает токоприемник для обеспечения расходного аэрозоля. Предпочтительно время прогрева составляет от приблизительно 1 секунды до приблизительно 7 секунд или от приблизительно 3 секунд до приблизительно 6 секунд. Наиболее предпочтительно время прогрева составляет приблизительно от 2 до 3 секунд. Интенсивный кратковременный нагрев нагревает блок 104, содержащий расходный материал, изнутри, и предпочтительно не повышает температуру внешней части блока 104, содержащего расходный материал, или оболочки 108 (если таковая имеется) до температуры горения. Например, продолжительность интенсивного нагрева может составлять от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 секунд. Предпочтительно нагрев составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 3 секунд. Наиболее предпочтительно нагрев составляет от приблизительно 1 до приблизительно 2 секунд. Нагрев является достаточным для создания расходного аэрозоля, который должен быть удален из блока 104, содержащего расходный материал.In a preferred embodiment, the heating is very rapid and short-lived. It takes approximately less than ten seconds for the device to "warm up" and be ready to supply power to the coil, which then almost immediately heats the pantograph to provide the consumable aerosol. Preferably, the warm-up time is from about 1 second to about 7 seconds, or from about 3 seconds to about 6 seconds. Most preferably, the warm-up time is approximately 2 to 3 seconds. The intense, momentary heating heats the consumable block 104 internally and preferably does not raise the temperature of the exterior of the consumable block 104 or the shell 108 (if any) to combustion temperatures. For example, the duration of intense heating may be from about 0.5 to about 5 seconds. Preferably, the heating is from about 0.5 to about 3 seconds. Most preferably, the heating is from about 1 to about 2 seconds. The heat is sufficient to create a consumable aerosol that must be removed from the block 104 containing the consumable.

В предпочтительном варианте осуществления сегменты упаковки 102, содержащей расходный материал, должны быть нагреты индивидуально. Таким образом, проводник 162 также может быть предусмотрен в виде отдельных наборов спиральных проводников 162a–f, как показано на фиг. 8A. Каждая проводящая катушка 162a–f может быть прикреплена к контроллеру 166, которым можно управлять для активации одной проводящей катушки 162a–f за один раз. Хотя на фиг. 8A показаны шесть (6) проводящих катушек 162a–f, можно использовать большее или меньшее количество катушек. В альтернативном варианте осуществления может быть использована одна проводящая катушка 162 с механическим механизмом, который перемещает катушку вдоль упаковки 102, содержащей расходный материал, для индивидуального нагрева каждого сегмента упаковки 102, содержащей расходный материал. In a preferred embodiment, the segments of the package 102 containing the consumable material must be individually heated. Thus, conductor 162 may also be provided as separate sets of helical conductors 162a-f, as shown in FIG. 8A. Each conductive coil 162a-f may be attached to a controller 166, which can be controlled to activate one conductive coil 162a-f at a time. Although in FIG. 8A shows six (6) conductive coils 162a-f, more or fewer coils may be used. In an alternative embodiment, a single conductive coil 162 may be used with a mechanical mechanism that moves the coil along the package 102 containing the consumable to individually heat each segment of the package 102 containing the consumable.

Отдельные проводящие катушки 162a–f могут сочетаться с отдельными сегментами упаковки 102, содержащей расходный материал, как описано выше и показано на фиг. 3A–6B. В качестве альтернативы, каждая проводящая катушка 162a–f может соответствовать определенной длине непрерывной упаковки 102, содержащей расходный материал, такой, как показано на фиг. 2A–2D, 7A и 7D, для нагрева только этой определенной длины. В предварительном испытании таких вариантов осуществления нагрев вдоль отдельных длин упаковки 102, содержащей расходный материал, не приводит к заметному нагреву смежных частей упаковки 102, содержащей расходный материал, поскольку смежный ненагретый расходный материал по-видимому выполняет функцию изолятора. Таким образом, конструкции для ограничения теплопередачи могут быть необязательными, хотя такие конструкции рассматривались в данном документе и могут быть полезными. The individual conductive coils 162a-f may be combined with individual segments of the package 102 containing the consumables, as described above and shown in FIG. 3A–6B. Alternatively, each conductive coil 162a-f may correspond to a specific length of a continuous package 102 containing a consumable, such as shown in FIG. 2A–2D, 7A and 7D, to heat only that specific length. In preliminary testing of such embodiments, heating along individual lengths of the consumable-containing package 102 does not appreciably heat adjacent portions of the consumable-containing package 102 because the adjacent unheated consumable material appears to act as an insulator. Thus, designs to limit heat transfer may not be necessary, although such designs have been discussed in this document and may be useful.

Эффективность преобразования электрической энергии в тепловую энергию в токоприемнике 106 называется в данном документе как «коэффициент преобразования» и основана на множестве факторов, таких как объемное удельное сопротивление металла, диэлектрическая проницаемость металла, геометрия металла и тепловая потеря, постоянство и эффективность источника питания, геометрия катушки, потери и общая частота работы — для определения некоторых из этих факторов. Устройство 100 сконструировано и выполнено с возможностью максимального увеличения коэффициента преобразования.The efficiency of converting electrical energy to thermal energy in the current collector 106 is referred to herein as the "conversion ratio" and is based on a variety of factors such as volumetric resistivity of the metal, dielectric constant of the metal, metal geometry and heat loss, power supply constancy and efficiency, coil geometry , losses and overall frequency of operation - to determine some of these factors. The device 100 is designed and configured to maximize conversion efficiency.

Для дальнейшего повышения эффективности нагревательного процесса может быть использован метод предварительного нагрева. Предпочтительно токоприемник 106 предварительно нагрет до умеренной температуры, измеряемой датчиком температуры, затем, когда пользователь готов вдохнуть, токоприемник 106 получает заряд энергии, быстро повышающий температуру до более высокой температуры аэрозолизации. Например, когда упаковка 102, содержащая расходный материал, вставлена в устройство 100, то это может привести в действие нагревательную систему 160, которая нагревает токоприемник 160 приблизительно до умеренной температуры (т. е. выше комнатной температуры, но ниже температуры аэрозолизации), например, 200 градусов Цельсия. Затем, когда пользователь начинает делать затяжку на мундштуке, перепад давления, создаваемый внутри упаковки 102, содержащей расходный материал, обнаруживается датчиком 426 давления, и системный контроллер 166 генерирует выброс энергии для быстрого повышения температуры до более высокой температуры аэрозолизации, например, 350 градусов Цельсия. To further improve the efficiency of the heating process, a preheating method can be used. Preferably, the pantograph 106 is preheated to a moderate temperature as measured by the temperature sensor, then when the user is ready to inhale, the pantograph 106 receives a charge of energy that quickly increases the temperature to a higher aerosolization temperature. For example, when a package 102 containing a consumable is inserted into the device 100, it may activate a heating system 160 that heats the pantograph 160 to approximately a moderate temperature (i.e., above room temperature but below the aerosolization temperature), e.g. 200 degrees Celsius. Then, when the user begins to take a puff on the mouthpiece, the pressure difference created within the package 102 containing the consumable is detected by the pressure sensor 426, and the system controller 166 generates a burst of energy to rapidly increase the temperature to a higher aerosolization temperature, such as 350 degrees Celsius.

В некоторых вариантах осуществления может быть использован внешний исполнительный элемент, при этом, когда пользователь готовится вдохнуть, пользователь может привести в действие внешний исполнительный элемент, чтобы начать процесс предварительного нагрева до умеренной температуры. Затем, когда пользователь готов вдохнуть, может быть приведен в действие второй внешний исполнительный элемент, или вакуум, создаваемый внутри всасывающим действием, может быть обнаружен датчиком 426 давления или другим устройством, которое может подавать сигнал нагревательной системе 160 генерировать выброс энергии для быстрого повышения температуры до температуры аэрозолизации. После того, как пользователь закончит вдыхать пар, температура может снова упасть до умеренной температуры или промежуточной температуры между умеренной температурой и температурой аэрозолизации. Следовательно, когда пользователь готов принять следующую дозу, происходит запуск нагревательной системы.In some embodiments, an external actuator may be used such that when the user prepares to inhale, the user may actuate the external actuator to begin the preheating process to a moderate temperature. Then, when the user is ready to inhale, a second external actuator can be activated, or the vacuum created internally by the suction action can be detected by a pressure sensor 426 or other device that can signal the heating system 160 to generate a burst of energy to quickly raise the temperature to aerosolization temperatures. After the user has finished inhaling the vapor, the temperature may drop again to a moderate temperature or an intermediate temperature between moderate temperature and aerosolization temperature. Therefore, when the user is ready to take the next dose, the heating system is started.

Например, когда упаковку 102, содержащую расходный материал, впервые используют в устройстве 200 для получения аэрозоля, устройство 200 для получения аэрозоля нагревает токоприемник в диапазоне от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 250 градусов Цельсия в зависимости от активного ингредиента. Затем, когда делается затяжка, устройство 200 для получения аэрозоля повышает температуру до приблизительно 400 градусов Цельсия или выше для создания затяжки. Это повышение может достигать приблизительно 0,01 секунды. Как только была сделана затяжка, устройство 200 для получения аэрозоля начинает экстраполировать падение температуры с помощью кривой зависимости от времени для вычисления температуры перед следующей затяжкой. Поскольку устройство 200 для получения аэрозоля имеет термостат на одном из чипов, начальная температура окружающей среды устройства известна. Экстраполируя кривую зависимости температуры от времени в зависимости от того, когда будет сделана следующая затяжка, устройство 200 для получения аэрозоля точно вычисляет, сколько энергии необходимо для достижения 400 градусов Цельсия при следующей затяжке. Это происходит снова и снова после каждой затяжки. Таким образом, если затяжка сделана в течение 5 секунд после первой затяжки или через 30 секунд после первой затяжки, процесс нечеткой логики доведет следующую затяжку до температуры 400 градусов Цельсия (или до любой заданной температуры) второй/следующей затяжки. Системный контроллер 166 может быть функционально связанный с датчиком температуры для измерения температур. Эта система обеспечивает постоянство затяжки, которая будет аналогична перемещению катушки для получения постоянной затяжки. Следовательно, этот признак может быть предпочтительным вариантом осуществления, в котором нагревательную катушку не перемещают.For example, when the package 102 containing a consumable is first used in the aerosol generating device 200, the aerosol generating device 200 heats the susceptor in a range of from about 100 degrees Celsius to about 250 degrees Celsius depending on the active ingredient. Then, when a puff is taken, the aerosol generating device 200 raises the temperature to approximately 400 degrees Celsius or higher to create the puff. This increase can reach approximately 0.01 seconds. Once a puff has been taken, aerosol generating device 200 begins to extrapolate the temperature drop using a time curve to calculate the temperature before the next puff. Since the aerosol generating device 200 has a thermostat on one of the chips, the initial ambient temperature of the device is known. By extrapolating the temperature versus time curve as a function of when the next puff is taken, the aerosol generating device 200 accurately calculates how much energy is needed to reach 400 degrees Celsius on the next puff. This happens again and again after every puff. So, if a puff is taken within 5 seconds of the first puff, or 30 seconds after the first puff, the fuzzy logic process will bring the next puff to 400 degrees Celsius (or whatever temperature is set) of the second/next puff. System controller 166 may be operatively coupled to a temperature sensor to measure temperatures. This system provides a consistent puff, which will be similar to moving a spool to obtain a consistent puff. Therefore, this feature may be a preferred embodiment in which the heating coil is not moved.

Таким образом, предпочтительный вариант осуществления способа аэрозолизации расходного материала с помощью устройства 200 для получения аэрозоля может включать предварительный нагрев токоприемника 106, окруженного расходным материалом, до умеренной температуры, которая выше комнатной температуры, но ниже температуры аэрозолизации; и нагрев токоприемника 106 от умеренной температуры до температуры аэрозолизации, в результате чего расходный материал превращается в аэрозоль. После нагрева токоприемника 106 до температуры аэрозолизации токоприемник может быть снова доведен до умеренной температуры. В качестве альтернативы после нагрева токоприемника 106 до температуры аэрозолизации токоприемник 106 может быть снова доведен до промежуточной температуры, которая ниже температуры аэрозолизации, но выше умеренной температуры. Предпочтительно предварительный нагрев токоприемника 106 происходит при вставке упаковки 102, содержащей расходный материал, в устройство 200 для получения аэрозоля. В дополнение нагрев токоприемника 106 до температуры аэрозолизации происходит тогда, когда датчик 426 давления обнаруживает падение давления внутри устройства 200 для получения аэрозоля, например, в приемном устройстве 151.Thus, a preferred embodiment of the method of aerosolizing a consumable by the aerosol generating device 200 may include preheating the pantograph 106 surrounded by the consumable to a moderate temperature that is above room temperature but below the aerosolization temperature; and heating the current collector 106 from a moderate temperature to an aerosolization temperature, causing the consumable material to become an aerosol. After the pantograph 106 has been heated to the aerosolization temperature, the pantograph can be brought back to a moderate temperature. Alternatively, after pantograph 106 has been heated to the aerosolization temperature, pantograph 106 may be brought back to an intermediate temperature that is below the aerosolization temperature but above the moderate temperature. Preferably, preheating of the pantograph 106 occurs upon insertion of the package 102 containing the consumable into the aerosol generating device 200. In addition, heating of the pantograph 106 to the aerosolization temperature occurs when the pressure sensor 426 detects a pressure drop within the aerosol receiving device 200, such as the receiving device 151.

Устройство для получения аэрозоляDevice for producing aerosol

Для осуществления нагрева и превращения расходного материала в аэрозоль, упаковку 102, содержащую расходный материал, размещают внутри устройства 200 для получения аэрозоля, как показано на фиг. 1 и фиг. 9A–9C. Устройство 200 для получения аэрозоля содержит приемное устройство 151 для содержания упаковки 102, содержащей расходный материал, индукционный нагревательный элемент 160 для нагрева токоприемника 106 и системный контроллер 166 для управления индукционным нагревательным элементом 160. Кожух 202 сконструирован для эргономичного использования. Для простоты номенклатуры кожух 202 описан с использованием таких терминов, как передняя, задняя, боковые, верхняя и нижняя. Эти термины не предназначены для ограничения, а скорее их используют для описания положений различных компонентов относительно друг друга. В целях описания настоящего изобретения передняя часть 210 будет частью кожуха 202, которая обращена к пользователю при использовании по назначению, как описано в данном документе. Как предполагалось, когда пользователь сжимает кожух 202 для использования, пальцы пользователя обхватывают заднюю часть 212 устройства 100, при этом большой палец обхватывает переднюю часть 210. Кожух 202 образует полость 214 (см. фиг. 1), в которой содержатся компоненты устройства 100. Таким образом, кожух 202 сконструирован для содержания значительной части упаковки 102, содержащей расходный материал, контроллера 166, индукционного нагревательного элемента 160 и источника 220 питания. В предпочтительном варианте осуществления верхняя передняя часть кожуха 202 образует выходное отверстие 216. Часть 158 мундштука упаковки 102, содержащей расходный материал, выступает из выходного отверстия 216, так что пользователь имеет доступ к упаковке 102, содержащей расходный материал. Мундштук 158 достаточно далеко выступает из кожуха 202, чтобы позволить пользователю обхватить губами мундштук 158 для вдыхания расходного аэрозоля.To effect heating and converting the consumable into an aerosol, a package 102 containing the consumable is placed inside the aerosol generating device 200, as shown in FIG. 1 and fig. 9A–9C. The aerosol receiving device 200 includes a receiving device 151 for containing a package 102 containing a consumable material, an induction heating element 160 for heating the pantograph 106, and a system controller 166 for controlling the induction heating element 160. The housing 202 is designed for ergonomic use. For ease of nomenclature, housing 202 is described using terms such as front, rear, side, top, and bottom. These terms are not intended to be limiting, but rather are used to describe the positions of various components relative to each other. For purposes of describing the present invention, the front portion 210 will be the portion of the housing 202 that faces the user when used as intended, as described herein. As envisioned, when a user grips the housing 202 for use, the user's fingers wrap around the rear portion 212 of the device 100 while the thumb wraps around the front portion 210. The housing 202 defines a cavity 214 (see FIG. 1) that contains the components of the device 100. Thus Thus, the housing 202 is designed to contain a substantial portion of the package 102 containing the consumables, the controller 166, the induction heating element 160, and the power supply 220. In a preferred embodiment, the upper front portion of the housing 202 defines an outlet opening 216. The mouthpiece portion 158 of the package 102 containing the consumable material protrudes from the outlet opening 216 so that the user has access to the package 102 containing the consumable material. The mouthpiece 158 protrudes far enough from the housing 202 to allow a user to wrap their lips around the mouthpiece 158 to inhale the consumable aerosol.

Кожух 202 предназначен для удобного использования пользователем и легкой переноски. В предпочтительном варианте осуществления кожух 202 может иметь размеры приблизительно 85 мм в высоту (3,35 дюйма) (измерено от верхней части 222 до нижней части 224), 44 мм (1,73 дюйма) в глубину (измерено от передней части 210 до задней части 212) и 22 мм в ширину (0,87 дюйма) (измерено от боковой части 226 до боковой части 228). Это может быть изготовлено путем прото-формования для получения более качественных/прочных пластиковых деталей. The housing 202 is designed to be convenient for use by the user and easy to carry. In a preferred embodiment, housing 202 may be approximately 85 mm (3.35 inches) high (measured from top 222 to bottom 224), 44 mm (1.73 inches) deep (measured from front 210 to rear part 212) and 22 mm wide (0.87 inch) (measured from side part 226 to side part 228). This can be made through proto-molding to produce higher quality/stronger plastic parts.

В некоторых вариантах осуществления упаковка 102, содержащая расходный материал, может удерживаться во втягивающем устройстве, которое позволяет втягивать упаковку 102, содержащую расходный материал, внутрь кожуха 202 для хранения и перемещения. Из-за конфигурации упаковки 102, содержащей расходный материал, приемному устройству 151 и/или кожуху 202 не требуется сквозное отверстие для очистки, как в других устройствах, в которых все еще преобладает некоторое горение с образованием остатков побочных продуктов сгорания. В вариантах осуществления, где упаковка 102, содержащая расходный материал, содержит пользовательский мундштук 158 и трубку 140 фильтра, если во время работы образуются какие-либо побочные продукты, то они останутся в одноразовой упаковке 102, содержащей расходный материал, которая заменяется, когда пользователь вставляет новую упаковку 102, содержащую расходный материал, и трубку 140 фильтра, если необходимо, в приемное устройство 151 и/или кожух 202. Таким образом, внутренняя часть приемного устройства 151 и/или кожуха 202 остается чистой во время работы. In some embodiments, the package 102 containing the consumable may be held in a retractor that allows the package 102 containing the consumable to be drawn into the housing 202 for storage and handling. Due to the configuration of the package 102 containing the consumable, the receptacle 151 and/or housing 202 does not require a through-hole for cleaning, as in other devices in which some combustion still predominates with the formation of residual combustion by-products. In embodiments where the consumable-containing package 102 includes a user mouthpiece 158 and filter tube 140, if any by-products are generated during operation, they will remain in the disposable consumable-containing package 102, which is replaced when the user inserts a new package 102 containing the consumables and filter tube 140, if necessary, into the receiving device 151 and/or housing 202. Thus, the interior of the receiving device 151 and/or housing 202 remains clean during operation.

В предпочтительном варианте осуществления верхняя часть 222 кожуха 202 содержит пользовательский интерфейс 230. Размещение пользовательского интерфейса 230 в верхней части 222 кожуха 202 позволяет пользователю легко проверять состояние устройства 100 перед использованием. Пользователь потенциально мог бы просматривать пользовательский интерфейс 230 даже во время вдыхания. Пользовательский интерфейс 230 может представлять собой многоцветный светодиодный (RGB) дисплей для указания состояния устройства во время использования. Световод может быть использован для обеспечения широкоугольной видимости этого дисплея. Исключительно в качестве примера пользовательский интерфейс 230 имеет 0,96-дюймовый (по диагонали) OLED-дисплей с разрешением 128x32 и интерфейсом I2C (или SPI). Пользовательский интерфейс 230 способен поддерживать тактильную обратную связь 234 (вибрация) и звуковую обратную связь 250 (пьезоэлектрический преобразователь). В некоторых вариантах осуществления поверх OLED-стекла может быть помещено прозрачное пластиковое покрытие (PC или ABS) для защиты его от повреждений/царапин.In a preferred embodiment, the top portion 222 of the housing 202 includes a user interface 230. The placement of the user interface 230 in the top portion 222 of the housing 202 allows the user to easily check the status of the device 100 before use. The user could potentially view the user interface 230 even while inhaling. The user interface 230 may be a multi-color LED (RGB) display for indicating the status of the device during use. A light guide can be used to provide wide-angle visibility to this display. By way of example only, the UI 230 has a 0.96-inch (diagonal) OLED display with a 128x32 resolution and an I2C (or SPI) interface. The user interface 230 is capable of supporting haptic feedback 234 (vibration) and audio feedback 250 (piezoelectric transducer). In some embodiments, a clear plastic coating (PC or ABS) may be placed on top of the OLED glass to protect it from damage/scratches.

Задняя часть 212 кожуха имеет спусковой крючок 232, который представляет собой активируемую (сжатием) пальцем кнопку для включения устройства/инициирования «затяжки». Предпочтительно спусковой крючок 232 примыкает к верхней части 212. В этой конфигурации пользователь может удерживать кожух 202 по назначению указательным пальцем на спусковом крючке 232 или рядом с ним для удобного приведения в действие. В некоторых вариантах осуществления на спусковом крючке 232 может быть предусмотрен блокировочный механизм – либо механический, либо посредством электрической блокировки, которая требует открытия кожуха 202 до электрического включения спускового крючка 232. В некоторых вариантах осуществления двигатель 234 с тактильной обратной связью может быть механически соединен со спусковым крючком 232 для улучшения распознавания тактильной обратной связи пользователем во время работы. Приведение в действие спускового крючка 232 подает питание на индукционный нагревательный элемент 160 для нагрева токоприемника 106.The rear housing portion 212 has a trigger 232, which is a finger-activated (squeeze) button for activating the device/initiating a “puff.” Preferably, the trigger 232 is adjacent to the top 212. In this configuration, the user can hold the housing 202 at its intended location with the index finger on or adjacent to the trigger 232 for convenient actuation. In some embodiments, the trigger 232 may be provided with an interlocking mechanism, either mechanical or electrically interlocking, which requires the housing 202 to be opened before the trigger 232 is electrically actuated. In some embodiments, the haptic feedback motor 234 may be mechanically coupled to the trigger hook 232 to improve the user's recognition of haptic feedback during operation. Actuation of the trigger 232 supplies power to the induction heating element 160 to heat the pantograph 106.

Устройство 100 получает питание от аккумуляторной батареи 220. Предпочтительно аккумуляторная батарея 220 представляет собой двухэлементный литий-ионный аккумуляторный блок (подключенный последовательно) с возможностью непрерывного втягивания 4A и номинальной емкостью 650-750 мАч. Двухэлементный блок может включать схему защиты. Аккумуляторная батарея 220 может быть заряжена с помощью разъема 236 USB типа «C». Разъем 236 USB типа «C» также может быть использован для связи. Контроллер 166 может также обеспечивать контроль 238 напряжения аккумуляторной батареи для отображения состояния заряда/разряда аккумуляторной батареи.The device 100 is powered by a battery 220. Preferably, the battery 220 is a two-cell lithium-ion battery pack (connected in series) with a continuous draw capability of 4A and a nominal capacity of 650-750 mAh. The two-element unit may include protection circuitry. The battery 220 can be charged using a USB type "C" connector 236. The 236 USB Type "C" connector can also be used for communication. The controller 166 may also provide battery voltage monitoring 238 to indicate the charge/discharge state of the battery.

Спусковой крючок 232 функционально связан с приводом 240 индукционной катушки через контроллер 166. Привод 240 индукционной катушки активирует индукционный нагревательный элемент 160 для нагрева токоприемника 106. Настоящее изобретение устраняет конструкцию катушки, приводимой в действие двигателем, из предшествующего уровня техники. Привод 240 индукционной катушки может обеспечить привод/мультиплексирование для нескольких катушек. Например, привод 240 индукционной катушки может обеспечить привод/мультиплексирование для 6 или более катушек. Каждая катушка обернута вокруг одного сегмента упаковки 102, содержащей расходный материал, и может быть приведена в действие по меньшей мере один или более раз. Следовательно, один сегмент упаковки 102, содержащей расходный материал, может быть нагрет дважды, например. В устройстве 100, имеющем шесть катушек, пользователь может извлекать 12 «затяжек» из устройства 100.The trigger 232 is operatively coupled to the induction coil driver 240 through the controller 166. The induction coil driver 240 activates the induction heating element 160 to heat the current collector 106. The present invention eliminates the motor driven coil design of the prior art. Telecoil drive 240 can provide drive/multiplexing for multiple coils. For example, telecoil drive 240 can provide drive/multiplexing for 6 or more coils. Each reel is wrapped around one segment of a package 102 containing a consumable and can be activated at least one or more times. Therefore, one segment of the package 102 containing the consumable can be heated twice, for example. In the six-coil device 100, the user can remove 12 puffs from the device 100.

Схемой привода индукционной катушки в предпочтительном варианте осуществления можно непосредственно управлять с помощью микропроцессорного контроллера 166. Специальное периферийное устройство в этом процессоре (генератор с числовым программным управлением) позволяет ему генерировать сигналы частотного преобразователя с минимальными затратами на обработку CPU. Схема индукционной катушки может иметь один или более параллельно соединенных конденсаторов, что делает ее параллельным резонансным контуром. The induction coil drive circuit in the preferred embodiment can be directly controlled by microprocessor controller 166. A dedicated peripheral device in this processor (computer numerical control oscillator) allows it to generate frequency converter signals with minimal CPU processing overhead. An induction coil circuit can have one or more capacitors connected in parallel, making it a parallel resonant circuit.

Схема привода может включать контроль тока с помощью «пикового детектора», который возвращает данные на аналоговый вход процессора. Функция пикового детектора состоит в том, чтобы фиксировать максимальное значение тока для любого цикла напряжения схемы привода, обеспечивая стабильное выходное напряжение для преобразования аналого-цифровым преобразователем (частью микропроцессорного чипа) и затем использовать в алгоритме привода индукционной катушки.The drive circuitry may include current monitoring using a "peak detector" that feeds data back to the processor's analog input. The function of the peak detector is to record the maximum current value for any voltage cycle of the drive circuit, providing a stable output voltage for conversion by the A/D converter (part of the microprocessor chip) and then used in the induction coil drive algorithm.

Алгоритм привода индукционной катушки реализован в аппаратно-программном обеспечении, работающем на микропроцессоре. Резонансная частота индукционной катушки и конденсаторов будет известна с достаточной точностью по конструкции следующим образом:The induction coil drive algorithm is implemented in hardware and software running on a microprocessor. The resonant frequency of the induction coil and capacitors will be known with reasonable accuracy by design as follows:

Резонансная частота (в Герцах) = 1/(2*pi* SQRT{L*C} )Resonance frequency (in Hertz) = 1/(2*pi* SQRT{L*C} )

где: pi = 3,1415...,where: pi = 3.1415...,

SQRT обозначает квадратный корень из содержимого в скобках {...},SQRT stands for the square root of the contents in brackets {...},

L = измеренная индуктивность индукционной катушки, иL = measured inductance of the induction coil, and

C = известная емкость параллельно соединенных конденсаторов.C = known capacitance of capacitors connected in parallel.

Будут существовать производственные допуски на значения L и C (указанные выше), что приведет к некоторому изменению фактической резонансной частоты по сравнению с той, которая рассчитана по приведенной выше формуле. Дополнительно индуктивность индукционной катушки будет варьироваться в зависимости от того, что находится внутри этой катушки. В частности, наличие черного металла внутри (или в непосредственной близости) этой катушки приведет к некоторому количеству изменений индуктивности, что приведет к небольшому изменению в резонансной частоте схемы L–C. There will be manufacturing tolerances on the values of L and C (listed above) which will cause the actual resonant frequency to vary slightly from that calculated by the formula above. Additionally, the inductance of an induction coil will vary depending on what is inside that coil. In particular, the presence of ferrous metal inside (or in close proximity to) this coil will cause some amount of inductance variation, resulting in a small change in the resonant frequency of the L–C circuit.

Алгоритм аппаратно-программного обеспечения для приведения в действие индукционной катушки будет перемещать рабочую частоту в максимально ожидаемом диапазоне частот, в то же время контролируя ток, ища частоту, при которой потребляемый ток минимален. Это минимальное значение будет иметь место на резонансной частоте. Как только эта «центральная частота» найдена, алгоритм продолжит перемещение частоты на небольшую величину по обе стороны центральной частоты и отрегулирует значение центральной частоты по мере необходимости для поддержания минимального значения тока. The hardware/software algorithm for driving the induction coil will move the operating frequency over the maximum expected frequency range while controlling the current, seeking the frequency at which current draw is minimal. This minimum value will occur at the resonant frequency. Once this "center frequency" is found, the algorithm will continue to move the frequency a small amount on either side of the center frequency and adjust the value of the center frequency as necessary to maintain the minimum current value.

Электроника подключена к контроллеру 166. Контроллер 166 позволяет осуществлять процессорное управление частотой для оптимизации нагрева токоприемника 106. Связь между частотой и температурой редко коррелирует прямым образом, в значительной степени из-за того, что температура является результатом частоты, продолжительности и способа, которым выполнена упаковка 102, содержащая расходный материал. Контроллер 166 может также обеспечивать контроль тока для определения подачи мощности и контроль пикового напряжения на индукционной катушке для установления резонанса. Исключительно в качестве примера контроллер может обеспечивать частоту приблизительно от 400 кГц до приблизительно 500 кГц и предпочтительно 440 кГц с трехсекундным циклом предварительного нагрева для доведения температуры токоприемника 106 до 400 градусов Цельсия или выше за одну секунду. В некоторых вариантах осуществления температура токоприемника 106 может быть повышена до 550 градусов Цельсия или выше за одну секунду. В некоторых вариантах осуществления температура может быть повышена до 800 градусов Цельсия. Таким образом, настоящее изобретение имеет эффективный диапазон 400–800 градусов Цельсия. В устройствах предшествующего уровня техники такие температуры приводили бы к горению расходного материала, делая устройства предшествующего уровня техники неэффективными при этих температурах. В настоящем изобретении такие высокие температуры все еще могут быть использованы для повышения эффективности получения аэрозоля и обеспечения более быстрого времени нагрева.The electronics are connected to controller 166. Controller 166 allows processor control of frequency to optimize heating of pantograph 106. The relationship between frequency and temperature rarely correlates directly, in large part because temperature is a result of frequency, duration, and the manner in which the packaging is made 102 containing consumables. The controller 166 may also provide current control to determine power delivery and peak induction coil voltage control to establish resonance. By way of example only, the controller may provide a frequency of about 400 kHz to about 500 kHz and preferably 440 kHz with a three second preheat cycle to bring the pantograph temperature from 106 to 400 degrees Celsius or higher in one second. In some embodiments, the temperature of pantograph 106 can be raised to 550 degrees Celsius or higher in one second. In some embodiments, the temperature may be increased to 800 degrees Celsius. Thus, the present invention has an effective range of 400-800 degrees Celsius. In prior art devices, such temperatures would cause the consumable material to burn, rendering prior art devices ineffective at these temperatures. In the present invention, such high temperatures can still be used to improve aerosol production efficiency and provide faster heating times.

[001] Устройство 100 может также содержать систему 242 связи. В предпочтительном варианте осуществления технология беспроводной связи Bluetooth с низким энергопотреблением может быть использована для связи с периферийным устройством. Система 242 связи может иметь интерфейс последовательной передачи данных к основному процессору для сообщения информации, например, на телефон. Готовый к использованию радиочастотный модуль (предварительно сертифицированный: FCC, IC, CE, MIC) также может быть использован. В одном примере используют модуль Laird BL652, поскольку поддержка SmartBASIC позволяет быстро разрабатывать приложения. Система 242 связи позволяет пользователю программировать устройство 100 в соответствии с личными предпочтениями, связанными с плотностью аэрозоля, количеством высвобождаемого вкуса и аромата и т. п., путем управления частотой и 3-этапным рабочим циклом, в частности, этапом предварительного нагрева, этапом нагрева и этапом постепенного замедления индукционных нагревательных элементов 160. Система 242 связи может иметь один или более портов 236 USB. [001] The device 100 may also include a communication system 242. In a preferred embodiment, Bluetooth low energy wireless technology may be used to communicate with a peripheral device. The communications system 242 may have a serial data interface to the main processor for reporting information to, for example, a telephone. A ready-to-use RF module (pre-certified: FCC, IC, CE, MIC) can also be used. One example uses the Laird BL652 module because SmartBASIC support allows for rapid application development. The communication system 242 allows the user to program the device 100 according to personal preferences related to aerosol density, amount of flavor and aroma released, etc., by controlling the frequency and the 3-stage operating cycle, specifically, the preheating stage, the heating stage, and a step of gradually slowing down the induction heating elements 160. The communication system 242 may have one or more USB ports 236.

В некоторых вариантах осуществления RTC (часы/календарь в реальном времени) с резервным питанием от батареи может быть использовано для отслеживания информации об использовании. RTC может измерять и сохранять соответствующие пользовательские данные для использования вместе с внешним приложением, загруженным на периферийное устройство, например, на смартфон.In some embodiments, a battery-backed RTC (real time clock/calendar) can be used to track usage information. The RTC can measure and store relevant user data for use in conjunction with an external application downloaded to a peripheral device such as a smartphone.

В некоторых вариантах осуществления разъем micro-USB (или разъем USB типа C или другой подходящий разъем) может быть расположен на нижней части кожуха 202. Со всех сторон может быть предусмотрен опорный разъем из пластика для уменьшения нагрузки на разъем из-за усилий кабеля.In some embodiments, a micro-USB connector (or USB Type C connector or other suitable connector) may be located on the bottom of the housing 202. A plastic support connector may be provided on all sides to reduce stress on the connector due to cable forces.

Исключительно в качестве примера устройство 100 может быть использовано следующим образом. Питание устройства может быть включено от мгновенного приведения в действие спускового крючка 232. Например, короткое нажатие на спусковой крючок (менее 1,5 сек) может включить устройство 100, но не запускает цикл нагрева. Второе короткое нажатие на спусковой крючок 232 (менее 1 сек) в течение этого времени будет поддерживать устройство 100 включенным на более длительный период времени и запускает сообщение по технологии беспроводной связи Bluetooth, если в настоящий момент нет активного (связанного) соединения по технологии беспроводной связи Bluetooth с телефоном. Более длительное нажатие на спусковой крючок 232 (более 1,5 сек) запускает цикл нагрева. Питание устройства 100 может оставаться включенным в течение короткого периода времени после каждого цикла нагрева (например, 5 сек) для отображения обновленного состояния устройства на пользовательском интерфейсе 230 OLED перед выключением питания. В некоторых вариантах осуществления устройство 100 может включать питание, когда упаковка 102, содержащая расходный материал, извлечена из кожуха 202. В некоторых вариантах осуществления отдельный переключатель 246 питания может быть использован для включения и выключения устройства.By way of example only, device 100 may be used as follows. The device may be powered by momentarily activating the trigger 232. For example, briefly pressing the trigger (less than 1.5 seconds) may turn on the device 100 but will not initiate a heating cycle. A second short press of trigger 232 (less than 1 second) during this time will keep device 100 turned on for a longer period of time and trigger a Bluetooth wireless technology message if there is no currently active (associated) Bluetooth wireless technology connection. with phone. A longer pull on trigger 232 (more than 1.5 seconds) initiates the heating cycle. The power of the device 100 may remain turned on for a short period of time after each heating cycle (e.g., 5 seconds) to display an updated state of the device on the OLED user interface 230 before turning off the power. In some embodiments, the device 100 may turn on power when the package 102 containing the consumable is removed from the housing 202. In some embodiments, a separate power switch 246 may be used to turn the device on and off.

Когда обнаружено активное соединение со смартфоном и пользовательское приложение запущено на смартфоне, тогда устройство 100 будет оставаться включенным в течение 2 минут перед выключением. Когда уровень заряда батареи слишком низок для работы, дисплей 230 пользовательского интерфейса мигает несколько раз (показывая значок батареи на уровне «0%») перед выключением устройства.When an active connection to a smartphone is detected and a user application is running on the smartphone, then the device 100 will remain on for 2 minutes before turning off. When the battery level is too low to operate, the user interface display 230 flashes several times (showing a battery icon at "0%") before the device turns off.

В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс 230 может отображать разделенную на сегменты сигарету, показывающую, какие сегменты остались (сплошная заливка) по сравнению с тем, какие сегменты были использованы (пунктирный контур), в качестве индикатора того, какая часть упаковки 102, содержащей расходный материал, все еще содержит расходные продукты, подлежащие высвобождению. Пользовательский интерфейс 230 также может отображать значок батареи с обновленным текущим состоянием батареи, значок зарядки (символ в виде молнии), когда устройство подключено, и значок Bluetooth, когда есть активное соединение со смартфоном. Пользовательский интерфейс 230 может отображать значок Bluetooth, медленно мигающий, когда нет соединения, но устройство 100 сообщает.In some embodiments, the user interface 230 may display a segmented cigarette showing which segments are left (solid fill) versus which segments have been used (dashed outline), as an indicator of how much of the package 102 contains the consumable. , still contains consumable products to be released. The user interface 230 may also display a battery icon with updated current battery status, a charging icon (lightning bolt symbol) when the device is connected, and a Bluetooth icon when there is an active connection to the smartphone. User interface 230 may display a Bluetooth icon flashing slowly when there is no connection but device 100 is reporting.

Устройство может также иметь индикатор 248 для информирования пользователя о состоянии питания. Индикатор 248 может быть RGB LED. Исключительно в качестве примера RGB LED может показывать зеленый LED, горящий при первом включении устройства, красный LED, мигающий во время предварительного нагрева, красный LED, горящий (постоянно) во время «вдоха» и синий LED, мигающий во время зарядки. Рабочий цикл мигания указывает на относительное состояние заряда батареи (20-100%) с шагом 20% (постоянный синий означает, полностью заряженный). Быстрое мигание синего LED может быть показано при обнаружении активного соединения по технологии беспроводной связи Bluetooth (телефон подключен к устройству и запущено пользовательское приложение на телефоне).The device may also have an indicator 248 to inform the user of power status. The 248 indicator may be an RGB LED. By way of example only, an RGB LED may show a green LED lit when the device is first turned on, a red LED blinking during preheat, a red LED lit (steady) during “inhalation,” and a blue LED blinking while charging. The flashing duty cycle indicates the relative state of charge of the battery (20-100%) in 20% increments (steady blue means fully charged). A fast flashing blue LED may be shown when an active Bluetooth wireless technology connection is detected (the phone is connected to the device and a user application is running on the phone).

Тактильная обратная связь может предоставить пользователю дополнительную информацию во время использования. Например, 2 коротких импульса могут быть поданы сразу при включении питания (от кнопки спускового крючка). Продолжительный импульс в конце цикла предварительного нагрева может быть подан для указания того, что устройства отсылают к вдыханию (начало цикла «вдоха» HNB). Короткий импульс может быть подан при первом подключении или отключении питания от USB. Короткий импульс может быть подан при установлении активного соединения по технологии беспроводной связи Bluetooth с активным приложением для смартфона, запущенным на смартфоне.Haptic feedback can provide the user with additional information during use. For example, 2 short pulses can be sent immediately when the power is turned on (from the trigger button). A long pulse at the end of the preheat cycle can be given to indicate that the devices are sending to inhale (beginning of the HNB "inhalation" cycle). A short pulse may occur when connecting or disconnecting power from USB for the first time. A short pulse may be emitted when an active Bluetooth wireless technology connection is established with an active smartphone application running on the smartphone.

Соединение по технологии беспроводной связи Bluetooth может быть запущено после включения питания коротким (менее 1,5 сек) нажатием кнопки на рукоятке. Если нет «связанного» соединения BLE (Bluetooth с низким энергопотреблением), устройства могут начать медленное сообщение (режим «сопряжения») при обнаружении второго короткого нажатия после обнаружения первоначального короткого нажатия, которое включает устройство. Как только соединение с приложением для смартфона будет установлено, значок Bluetooth на дисплее 230 пользовательского интерфейса может перестать мигать, и загорится синий LED (постоянно). Если устройство 100 включено и у него есть «связанное» соединение со смартфоном, то оно может начать сообщать попытку восстановить это соединение с телефоном до тех пор, пока оно не выключится. Если соединение с этим смартфоном может быть восстановлено, то блок может оставаться включенным до 2 минут, прежде чем выключится. Для удаления связанного соединения, пользователь может включить устройство коротким нажатием, за которым следует еще одно короткое нажатие. Пока значок BLE мигает, пользователь может нажать и удерживать спусковой крючок 232, пока устройство 100 не завибрирует и значок Bluetooth не исчезнет.The Bluetooth wireless technology connection can be started after turning on the power by briefly (less than 1.5 seconds) pressing the button on the handle. If there is no "paired" BLE (Bluetooth Low Energy) connection, devices may start a slow message ("pairing" mode) when detecting a second short press after detecting the initial short press that turns on the device. Once a connection to the smartphone application is established, the Bluetooth icon on the user interface display 230 may stop flashing and the blue LED will turn on (solid). If device 100 is turned on and has a “paired” connection to a smartphone, then it may begin communicating an attempt to reestablish that connection to the phone until it turns off. If the connection to that smartphone can be restored, the unit may remain on for up to 2 minutes before switching off. To remove an associated connection, the user can turn on the device with a short press followed by another short press. While the BLE icon is flashing, the user can press and hold the trigger 232 until the device 100 vibrates and the Bluetooth icon disappears.

Таким образом, путем жесткого управления вышеупомянутых коэффициентов эффективности преобразования и коэффициентов постоянства продукта можно обеспечить управляемую подачу тепла в блок 104, содержащий расходный материал. Эта управляемая подача тепла включает микропроцессорный контроллер 166 для контроля системы 160 индукционного нагрева для поддержания различных уровней подачи питания к токоприемнику 106 в течение управляемых интервалов времени. Эти свойства обеспечивают функцию пользовательского управления, которая позволила бы выбирать определенные расходные вкусы и ароматы, определяемые температурой, при которой получен расходный аэрозоль.Thus, by tightly controlling the above-mentioned conversion efficiency coefficients and product constancy coefficients, it is possible to provide controlled heat supply to the consumable material containing unit 104. This controlled heat supply includes a microprocessor controller 166 to control the induction heating system 160 to maintain various levels of power supply to the pantograph 106 for controlled time intervals. These properties provide a user control feature that would allow the selection of specific consumable flavors and aromas determined by the temperature at which the consumable aerosol is received.

В некоторых вариантах осуществления микропроцессор или настраиваемый логический блок могут быть использованы для управления частотой и подачей мощности системы индукционного нагрева. Как показано на фиг. 10А, система 160 индукционного нагрева может содержать проволочную катушку 162, соединенную параллельно с одним или более конденсаторами 260, идущими к генератору, работающему на частоте собственного резонанса, и от него. Индуктивность катушки 162 в сочетании с емкостью конденсатора (конденсаторов) 260 в значительной степени определяет резонансную частоту, на которой будет работать схема. Однако в этом варианте осуществления микропроцессор/микроконтроллер 166 вместо этого может быть использован для приведения в действие переключателей питания и, следовательно, для управления частотой колебаний схемы. При таком подходе пиковое напряжение и ток используют в качестве обратной связи, позволяющей программе микропроцессорного управления обеспечить замкнутую настройку для нахождения резонанса. Преимущество этого подхода заключается в том, что он позволяет эффективно управлять мощностью, подаваемой на токоприемник, путем синхронного включения и выключения колебаний схемы под управлением программы управления микропроцессора 166 и обеспечивает оптимальное включение/выключение элементов управления мощностью, приводящих в действие систему индукционных катушек.In some embodiments, a microprocessor or custom logic block may be used to control the frequency and power delivery of the induction heating system. As shown in FIG. 10A, the induction heating system 160 may include a wire coil 162 connected in parallel with one or more capacitors 260 to and from an oscillator operating at its resonant frequency. The inductance of coil 162 combined with the capacitance of capacitor(s) 260 largely determines the resonant frequency at which the circuit will operate. However, in this embodiment, microprocessor/microcontroller 166 may instead be used to operate power switches and therefore control the oscillation frequency of the circuit. In this approach, peak voltage and current are used as feedback, allowing the microprocessor control program to provide a closed-loop tuning to find resonance. The advantage of this approach is that it allows efficient control of the power supplied to the pantograph by synchronously turning the circuit oscillations on and off under the control of the microprocessor control program 166 and provides optimal turning on/off of the power controls driving the induction coil system.

На основе этих концепций авторы изобретения рассмотрели ряд вариантов. Таким образом, как было рассмотрено выше, настоящее изобретение содержит блок 104, содержащий расходный материал, токоприемник 106, встроенный в блок 104, содержащий расходный материал, нагревательный элемент 160, выполненный с возможностью по меньшей мере частичного окружения блока 104, содержащего расходный материал, контроллер 166 для управления нагревательным элементом 160, и приемное устройство 151 и/или кожух 202, содержащий блок 104, содержащий расходный материал, токоприемник 106, нагревательный элемент 160 и контроллер 166. Предпочтительно блок 104, содержащий расходный материал, содержится вместе с токоприемником 106 в упаковке 102, содержащей расходный материал. Таким образом, любое описание связей между упаковкой 102, содержащей расходный материал, и другими компонентами настоящего изобретения может быть также применено к блоку 104, содержащему расходный материал, поскольку некоторые варианты осуществления необязательно могут требовать упаковку блока 104, содержащего расходный материал.Based on these concepts, the inventors have considered a number of options. Thus, as discussed above, the present invention includes a consumable-containing block 104, a pantograph 106 integrated within the consumable-containing block 104, a heating element 160 configured to at least partially surround the consumable-containing block 104, a controller 166 for controlling the heating element 160, and a receiver 151 and/or a housing 202 containing a block 104 containing a consumable, a pantograph 106, a heating element 160, and a controller 166. Preferably, the block 104 containing a consumable is included with the pantograph 106 in a package 102 containing consumables. Thus, any description of the relationships between the package 102 containing a consumable and other components of the present invention can also be applied to the block 104 containing a consumable, since some embodiments may not necessarily require packaging of the block 104 containing a consumable.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 10А, устройство содержит генератор, работающий на частоте собственного резонанса, для управления индукционным нагревательным элементом 160. Генератор, работающий на частоте собственного резонанса, содержит конденсатор 260, параллельно функционально связанный с индукционным нагревательным элементом 160. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 10B, несколько нагревательных элементов 160 могут быть подключены параллельно к их соответствующим конденсаторам 260a, 260b. Предпочтительно нагревательные элементы выполнены в виде спиральной проволоки 162a, 162b.In some embodiments, as shown in FIG. 10A, the apparatus includes a self-resonant frequency oscillator for driving the induction heating element 160. The self-resonant frequency oscillator includes a capacitor 260 operably coupled in parallel with the induction heating element 160. In some embodiments, as shown in FIG. 10B, multiple heating elements 160 may be connected in parallel to their respective capacitors 260a, 260b. Preferably, the heating elements are in the form of coiled wire 162a, 162b.

Чтобы позволить одной упаковке 102, содержащей расходный материал, многократно генерировать аэрозоль, можно использовать несколько нагревательных элементов 160 и/или подвижных нагревательных элементов 160. Таким образом, нагревательный элемент 160 содержит несколько спиральных проволок 162a, b, где каждая спиральная проволока может быть функционально связана с контроллером 166 для активации независимо от других спиральных проволок.To allow a single package 102 containing a consumable to generate an aerosol multiple times, multiple heating elements 160 and/or movable heating elements 160 can be used. Thus, the heating element 160 includes multiple helical wires 162a, b, where each helical wire can be operably connected with controller 166 to activate independently of other spiral wires.

В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент 160 может быть подвижным. В таких вариантах осуществления упаковка 102, содержащая расходный материал, может представлять собой продолговатый элемент, образующий первую продольную ось L, и нагревательный элемент 162 может быть выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль первой продольной оси L. Например, как показано на фиг. 11A–E, нагревательный элемент 160 может быть прикреплен к держателю 270. Держатель 270 может быть функционально связан с приемным устройством 151 таким образом, чтобы перемещать вдоль длины упаковки 102, содержащей расходный материал, в то время как нагревательный элемент 160 остается намотанным вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал. Пролет S катушки (измеренный как линейное расстояние от первого витка 272 катушки до последнего витка 274 катушки) может быть достаточно коротким только для того, чтобы покрыть сегмент упаковки 102, содержащей расходный материал. Как только нагревательный элемент 160 активирован в том сегменте, держатель 270 продвигают вдоль упаковки 102, содержащей расходный материал, вдоль ее продольной оси L к другому сегменту упаковки 102, содержащей расходный материал. Расстояние перемещения держателя 270 таково, что первый виток 272 катушки останавливается смежно с тем местом, где ранее находился последний виток 274 катушки. Таким образом, новый сегмент, равный по размеру ранее нагретому сегменту, готов к нагреву. Это может продолжаться до тех пор, пока держатель 270 не переместят от первого конца 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, к противоположному концу 107. В качестве альтернативы катушка может быть неподвижной, а упаковку 102, содержащую расходный материал, можно заставить двигаться для выполнения подобного нагрева сегментов. В таком варианте осуществления приемное устройство 151 возможно должно иметь увеличенную длину, чтобы обеспечить возможность перемещения упаковки 102, содержащей расходный материал, а держатель 270 должен быть приспособлен к перемещению упаковки 102, содержащей расходный материал, а не катушки.In some embodiments, the heating element 160 may be movable. In such embodiments, the package 102 containing the consumable may be an elongated member defining a first longitudinal axis L, and the heating element 162 may be axially movable along the first longitudinal axis L. For example, as shown in FIG. 11A-E, the heating element 160 may be attached to the holder 270. The holder 270 may be operatively coupled to the receiving device 151 so as to move along the length of the package 102 containing the consumable while the heating element 160 remains wound around the package 102 containing consumables. The coil span S (measured as the linear distance from the first coil turn 272 to the last coil turn 274) may be short enough only to cover a segment of the package 102 containing the consumable. Once the heating element 160 is activated in that segment, the holder 270 is advanced along the package 102 containing the consumable along its longitudinal axis L to another segment of the package 102 containing the consumable. The distance of movement of the holder 270 is such that the first coil turn 272 stops adjacent to the location where the last coil turn 274 was previously located. Thus, a new segment, equal in size to the previously heated segment, is ready to be heated. This may continue until the holder 270 is moved from the first end 105 of the package 102 containing the consumable to the opposite end 107. Alternatively, the reel may be stationary and the package 102 containing the consumable can be made to move to accomplish the same. heating segments. In such an embodiment, the receiving device 151 may need to be extended in length to allow movement of the package 102 containing the consumable, and the holder 270 should be adapted to move the package 102 containing the consumable rather than the spools.

В вариантах осуществления, в которых упаковка 102, содержащая расходный материал, содержит множество блоков 104, содержащих расходный материал, пролет S катушки может быть приблизительно того же размера, что и длина блока 104, содержащего расходный материал. Держатель 270 может быть выполнен с возможностью выравнивания катушки с блоком 104, содержащим расходный материал, так что катушка может нагревать весь блок 104, содержащий расходный материал. Держатель 270 может быть выполнен с возможностью перемещения катушки от одного блока 104, содержащего расходный материал, к следующему, снова позволяя многократно нагревать одну упаковку 102, содержащую расходный материал, с высвобождением аэрозоля каждый раз.In embodiments in which the package 102 containing the consumable contains a plurality of blocks 104 containing the consumable, the coil span S may be approximately the same size as the length of the block 104 containing the consumable. The holder 270 may be configured to align the coil with the block 104 containing the consumable so that the coil can heat the entire block 104 containing the consumable. The holder 270 may be configured to move the coil from one unit 104 containing a consumable to the next, again allowing one package 102 containing a consumable to be heated repeatedly, releasing an aerosol each time.

Система распознаванияRecognition system

В некоторых вариантах осуществления желательно иметь возможность определять, был ли нагрет блок 104, содержащий расходный материал, или его часть. Если блок 104, содержащий расходный материал, уже был нагрет, то нагревательный элемент 160 может нагревать следующий блок 104, содержащий расходный материал, или следующий сегмент блока 104, содержащего расходный материал, чтобы предотвратить потерю энергии на использованную часть блока 104, содержащего расходный материал. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 11A, система 500 распознавания, которую используют для обнаружения сегментов упаковки 102, содержащей расходный материал, которые были использованы, обеспечена в устройстве, позволяя устройству автономно определять следующий неиспользованный сегмент, доступный для использования. Например, устройство может содержать оптический датчик 320 для определения того, была ли часть упаковки 102, содержащей расходный материал, которая подвержена распознаванию, нагрета сверх предварительно заданной температуры. В некоторых вариантах осуществления оптический датчик 320 может обнаруживать визуальные изменения в упаковке 102, содержащей расходный материал, которые указывают на нагрев. В некоторых вариантах осуществления оптический датчик 320 может обнаруживать тепловые изменения в упаковке 102, содержащей расходный материал, которые указывают на нагрев. В некоторых вариантах осуществления оптический датчик 320 может обнаруживать текстурные изменения (т. е. изменения в текстуре) в упаковке 102, содержащей расходный материал, которые указывают на нагрев. В некоторых вариантах осуществления оптический датчик 320 может представлять собой контроллер, отслеживающий, где находится нагревательный элемент 160 вдоль упаковки 102, содержащей расходный материал, и когда он был нагрет относительно его перемещения вдоль упаковки 102, содержащей расходный материал. Например, контроллер может содержать запоминающее устройство для хранения местоположений частей упаковки 102, содержащей расходный материал, которые были нагреты до предварительно заданной температуры.In some embodiments, it is desirable to be able to determine whether the block 104 containing the consumable, or a portion thereof, has been heated. If the consumable block 104 has already been heated, then the heating element 160 may heat the next consumable block 104 or the next segment of the consumable block 104 to prevent energy loss to the used portion of the consumable block 104. Therefore, in some embodiments, as shown in FIG. 11A, a recognition system 500 that is used to detect segments of the package 102 containing a consumable that have been used is provided in the device, allowing the device to autonomously determine the next unused segment available for use. For example, the device may include an optical sensor 320 for determining whether a portion of the package 102 containing a consumable that is susceptible to detection has been heated above a predetermined temperature. In some embodiments, the optical sensor 320 may detect visual changes in the package 102 containing the consumable that indicate heating. In some embodiments, the optical sensor 320 may detect thermal changes in the package 102 containing the consumable that are indicative of heating. In some embodiments, optical sensor 320 may detect textural changes (i.e., changes in texture) in the package 102 containing the consumable that are indicative of heating. In some embodiments, the optical sensor 320 may be a controller that monitors where the heating element 160 is located along the package 102 containing the consumable and when it has been heated relative to its movement along the package 102 containing the consumable. For example, the controller may include a memory device for storing the locations of parts of the package 102 containing a consumable that have been heated to a predetermined temperature.

В предпочтительном варианте осуществления оптический датчик 320 представляет собой фотоотражательный датчик. Фотоотражательный датчик может быть выполнен с возможностью обнаружения изменений в упаковке 102, содержащей расходный материал, от ее первоначального состояния в сравнении с состоянием, когда упаковка 102, содержащая расходный материал, подвергалась воздействию значительного тепла (т. е. превышала нормальные температуры дня). Более предпочтительно, упаковка 102, содержащая расходный материал, может состоять из термочувствительного красителя, который меняет цвета при нагреве до предварительно заданной температуры. Такое изменение цвета может быть обнаружено фотоотражательным датчиком. Термочувствительный краситель может быть нанесен вокруг внешней поверхности упаковки 102, содержащей расходный материал. Когда сегмент упаковки 102, содержащей расходный материал, нагрет, лента 322 в непосредственной близости от нагретого сегмента меняет цвета. Например, лента 322 может изменить цвет с белого на черный. Оптический датчик 320, установленный с нагревательным элементом 160, имеет оптику 324, сфокусированную непосредственно над — или под — нагревательным элементом для обеспечения вида сбоку упаковки 102, содержащей расходный материал, во всем диапазоне перемещения нагревательного элемента 160.In a preferred embodiment, the optical sensor 320 is a photoreflective sensor. The photoreflective sensor may be configured to detect changes in the package 102 containing the consumable from its original state compared to a state when the package 102 containing the consumable was exposed to significant heat (i.e., above normal daytime temperatures). More preferably, the package 102 containing the consumable may consist of a heat-sensitive dye that changes colors when heated to a predetermined temperature. This color change can be detected by a photoreflective sensor. A heat-sensitive dye may be applied around the outer surface of the package 102 containing the consumable. When a segment of packaging 102 containing a consumable is heated, the tape 322 in close proximity to the heated segment changes colors. For example, tape 322 may change color from white to black. An optical sensor 320 mounted with the heating element 160 has an optics 324 focused directly above—or below—the heating element to provide a side view of the package 102 containing the consumable material throughout the entire range of movement of the heating element 160.

В некоторых вариантах осуществления концевой переключатель 326 также установлен на одном конце 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, и использован для обнаружения того, когда упаковка 102, содержащая расходный материал, извлечена или повторно вставлена в устройство. Когда упаковка 102, содержащая расходный материал, была вставлена обратно, устройство активирует снабженный приводом узел нагревательного элемента и перемещает его по всему диапазону перемещения, позволяя оптическому датчику 320 определять, были ли ранее нагреты какие-либо сегменты, путем обнаружения темных лент 322 термочувствительного красителя. Таким образом, устройство может дополнительно содержать концевой переключатель 326 для сброса данных запоминающего устройства, когда в корпус вставлена новая упаковка 102, содержащая расходный материал.In some embodiments, a limit switch 326 is also mounted on one end 105 of the package 102 containing the consumable and is used to detect when the package 102 containing the consumable is removed or reinserted into the device. When the package 102 containing the consumable has been reinserted, the device activates the motorized heating element assembly and moves it through its full range of motion, allowing the optical sensor 320 to determine whether any segments have previously been heated by detecting dark ribbons 322 of heat-sensitive dye. Thus, the device may further include a limit switch 326 for resetting the storage device when a new package 102 containing a consumable is inserted into the housing.

Кроме того, система 500 распознавания использует технологию распознавания для определения наличия, типа и другой информации о расходном материале, чтобы настроить устройство 200 для получения аэрозоля для выполнения протокола применения, предназначенного для потребления этого расходного материала. Различные расходные материалы, которые могут быть использованы настоящей системой, могут иметь конкретную температуру и продолжительность теплового воздействия для оптимизации и высвобождения надлежащей дозы расходного материала. В некоторых ситуациях могут быть ограничения на количество доз, которые пользователь может принять за определенный период времени. Следовательно, вместо одной температуры и продолжительности, которые могут быть оптимальными для одного расходного материала, а не для других, или которые могут быть максимально допустимыми температурой и продолжительностью, достаточными для аэрозолизации всех потенциальных расходных материалов, система 500 распознавания автоматически настраивает температуру и продолжительность на основе расходного материала и любого указания по рецепту, а также выполняет другие функции, такие как определение наличия расходного материала, израсходован ли расходный материал, превысил ли пользователь количество использований за установленный период времени и т. п.In addition, the recognition system 500 uses recognition technology to determine the presence, type, and other information about a consumable to configure the aerosol receiving device 200 to perform an application protocol designed to consume that consumable. The various consumables that may be used by the present system may have a specific temperature and duration of heat exposure to optimize and release the proper dose of the consumable. In some situations, there may be restrictions on the number of doses a user can take in a given period of time. Therefore, rather than a single temperature and duration that may be optimal for one consumable and not others, or which may be the maximum allowable temperature and duration sufficient to aerosolize all potential consumables, the recognition system 500 automatically adjusts the temperature and duration based on consumable and any prescription instructions, and also performs other functions such as determining the presence of a consumable, whether a consumable has been used up, whether the user has exceeded the number of uses in a set period of time, etc.

Например, со ссылкой на фиг. 11B–11E в некоторых вариантах осуществления система 500 распознавания может содержать оптический датчик 320. Оптический датчик 320 может быть выполнен с возможностью считывания знака 504 на упаковке 102, содержащей расходный материал, и соотнесения этого знака 504 с набором команд, относящихся к тому, как устройство 200 для получения аэрозоля должно вести себя по отношению к расходному материалу, содержащемуся в упаковке 102, содержащей расходный материал. Например, знак 504 может представлять собой конкретный узор, который можно увидеть в штрих-кодах, QR-кодах и т. п., или конкретный спектр света, последовательность цветов, конкретное нанесение узора или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления оптический датчик 320 может содержать источник 506 света, охватывающий либо узкую, либо широкую часть видимого или невидимого (ультрафиолетового или инфракрасного) спектра света для освещения по меньшей мере одной части упаковки 102, содержащей расходный материал. Оптический датчик 320 может дополнительно содержать датчик 508 света с целью распознавания отраженного света/светового спектра от этой части упаковки 102, содержащей расходный материал.For example, with reference to FIG. 11B-11E, in some embodiments, the recognition system 500 may include an optical sensor 320. The optical sensor 320 may be configured to read an indicia 504 on a package 102 containing a consumable and associate this indicia 504 with a set of commands related to how the device 200 to produce an aerosol must behave in relation to the consumable material contained in the package 102 containing the consumable material. For example, indicia 504 may be a particular pattern as seen in bar codes, QR codes, etc., or a particular spectrum of light, a sequence of colors, a particular application of a pattern, or any combination thereof. In some embodiments, the optical sensor 320 may include a light source 506 covering either a narrow or a broad portion of the visible or invisible (ultraviolet or infrared) light spectrum to illuminate at least one portion of the package 102 containing the consumable. The optical sensor 320 may further include a light sensor 508 for the purpose of sensing reflected light/light spectrum from that portion of the package 102 containing the consumable.

Датчик 508 света, который чувствителен в том же диапазоне спектра, что и источник 506 света, расположенный для оптимального обнаружения отраженного света от источника 506 света за периметром упаковки, содержащей расходный материал. Датчик 508 света может либо обнаруживать интенсивность света в одном или более диапазонах спектра видимого или невидимого света, либо он может обнаруживать как интенсивность света, так и длины волн (цвет) отраженного света.A light sensor 508 that is sensitive in the same spectral range as the light source 506 is positioned to optimally detect reflected light from the light source 506 beyond the perimeter of the package containing the consumable. Light sensor 508 can either detect light intensity in one or more spectrum bands of visible or invisible light, or it can detect both light intensity and wavelengths (color) of reflected light.

В некоторых вариантах осуществления знак 504 может представлять собой одну или более лент цветных, оттенков серого и/или невидимых (чувствительных к УФ) чернил, нанесенных на упаковке 102, содержащей расходный материал, и предпочтительно по периметру упаковки 102, содержащей расходный материал. Предпочтительно знак 504 находится около первого конца 152 упаковки 102, содержащей расходный материал, так что знак 504 может быть обнаружен, когда упаковка 102, содержащая расходный материал, полностью вставлена в устройство 200 для получения аэрозоля или в то время как упаковка 102, содержащая расходный материал, находится в процессе вставки в устройство 200 для получения аэрозоля.In some embodiments, the indicia 504 may be one or more ribbons of color, grayscale, and/or invisible (UV sensitive) ink applied to the package 102 containing the consumable, and preferably around the perimeter of the package 102 containing the consumable. Preferably, the indicia 504 is located near the first end 152 of the package 102 containing the consumable, so that the indicia 504 can be detected when the package 102 containing the consumable is fully inserted into the aerosol receiving device 200 or while the package 102 containing the consumable , is in the process of being inserted into the aerosol receiving device 200.

Электронная схема и системный контроллер 166, расположенные в устройстве 200 для получения аэрозоля, управляют источником 506 света и контролируют датчик 508 света на наличие упаковки 102, содержащей расходный материал, и обрабатывают данные, полученные датчиком 508 света, с целью определения одной или более характеристик этой упаковки 102, содержащей расходный материал, чтобы не выходить за рамки протокола применения.Electronic circuitry and a system controller 166 located in the aerosol generating device 200 controls the light source 506 and monitors the light sensor 508 for the presence of a package 102 containing a consumable and processes the data received by the light sensor 508 to determine one or more characteristics of that consumable. package 102 containing consumables, so as not to go beyond the application protocol.

Таким образом, датчик 508 света может быть способным считывать знак по мере вставки упаковки 102, содержащей расходный материал, в устройство 200 для получения аэрозоля или после того, как она была правильно установлена.Thus, the light sensor 508 may be able to read the sign as the package 102 containing the consumable is inserted into the aerosol receiving device 200 or after it has been properly installed.

В некоторых вариантах осуществления система 500 распознавания может дополнительно содержать оптические модификаторы 512 для направления, отклонения, фокусировки и выбора желаемого света в желаемой области. Например, оптические модификаторы 512 могут быть оптическими волноводами (световодами), отражающими поверхностями, световыми проемами, призмами, линзами, фильтрами, поляризаторами, светоделителями, оптоволокнами и т. п. Подобным образом могут быть оптические модификаторы 512, расположенные для направления света, отраженного от упаковки 102, содержащей расходный материал, обратно в активную область на датчике 508 света.In some embodiments, the recognition system 500 may further include optical modifiers 512 to direct, deflect, focus, and select the desired light in the desired area. For example, optical modifiers 512 may be optical waveguides (light guides), reflective surfaces, light apertures, prisms, lenses, filters, polarizers, beam splitters, optical fibers, etc. Likewise, there may be optical modifiers 512 arranged to direct light reflected from package 102 containing the consumable back into the active area on light sensor 508.

Использование разных типов источников 506 света и датчиков 508 света обеспечивает множество режимов обнаружения. Например, источник/детектор невидимого УФ света может быть использован в сочетании с источником/детектором цветного света, позволяющим устройству потенциально обнаруживать используемый поддельный продукт в сопоставлении с неподдельным продуктом. Другими словами, поскольку подделыватель не увидел бы невидимого света, подделыватель не поместил бы такую ленту 510 на поддельную упаковку 102, содержащую расходный материал, и устройство 100 не работало бы.The use of different types of light sources 506 and light sensors 508 provides a variety of detection modes. For example, an invisible UV light source/detector may be used in combination with a colored light source/detector allowing the device to potentially detect a counterfeit product in use versus a non-counterfeit product. In other words, since the counterfeiter would not see the invisible light, the counterfeiter would not place such tape 510 on the counterfeit package 102 containing the consumable, and the device 100 would not operate.

Исключительно в качестве примера источник 506 света может излучать весь спектр видимого света и некоторое количество невидимого света, такого как инфракрасный и ультрафиолетовый. Одна упаковка 102, содержащая расходный материал, может иметь ленту 510, которая отражает свет в синем спектре. Таким образом, датчик 508 света обнаруживает синий цвет. Синий цвет может соответствовать упаковке, содержащей расходный материал, содержащей никотин. Таким образом, устройство 200, содержащее аэрозоль, настроит нагревательную систему для нагрева до надлежащей температуры в течение надлежащей длительности времени для высвобождения никотина из упаковки 102, содержащей расходный материал. Если, с другой стороны, упаковка 102, содержащая расходный материал, содержит ленту 510, которая отражает красный спектр, датчик света обнаруживает красный цвет. Красный цвет может соответствовать упаковке, содержащей расходный материал, содержащей коноплю. Таким образом, устройство 200, содержащее аэрозоль, настроит нагревательную систему для нагрева до надлежащей температуры в течение надлежащей длительности времени для высвобождения конопли из упаковки 102, содержащей расходный материал. Много разных цветов и комбинация цветов или узоров могут использоваться для кодирования многих разных расходных материалов.By way of example only, light source 506 may emit the entire spectrum of visible light and some invisible light such as infrared and ultraviolet. One package 102 containing a consumable may have a tape 510 that reflects light in the blue spectrum. Thus, light sensor 508 detects blue color. The blue color may correspond to packaging containing consumables containing nicotine. Thus, the aerosol containing device 200 will adjust the heating system to heat to the proper temperature for the proper length of time to release the nicotine from the package 102 containing the consumable. If, on the other hand, the package 102 containing the consumable contains a tape 510 that reflects the red spectrum, the light sensor detects the color red. The red color may correspond to packaging containing hemp-containing consumables. Thus, the aerosol containing device 200 will adjust the heating system to heat to the proper temperature for the proper length of time to release the cannabis from the package 102 containing the consumable. Many different colors and combinations of colors or patterns can be used to code many different supplies.

Дополнительно система 500 распознавания может обеспечивать признак уведомления. Например, цвет упаковки 102, содержащей расходный материал, может изменяться после ее использования для конкретно запрограммированного количества затяжек с указанием того, когда расходный материал был полностью потреблен. Такое указание затем сделает упаковку 102, содержащую расходный материал, непригодной для дальнейшего использования в устройстве. Additionally, recognition system 500 may provide a notification flag. For example, the color of a package 102 containing a consumable may change after it has been used for a specifically programmed number of puffs, indicating when the consumable has been completely consumed. Such an indication would then render the package 102 containing the consumable material unsuitable for further use in the device.

Кроме того, система 500 распознавания может быть использована для инициирования ответа отключения, чтобы сделать расходный материал непригодным для использования. Например, может произойти всплеск мощности, который приведет к появлению дыры в упаковке 103, содержащей расходный материал, что сделает ее более непригодной для использования.Additionally, recognition system 500 may be used to initiate a shutdown response to render the consumable unusable. For example, a power surge could occur that would cause a hole to appear in the package 103 containing the consumable, rendering it no longer usable.

Следовательно в предпочтительном варианте осуществления устройство 100 для генерирования аэрозоля может содержать упаковку 102, содержащую расходный материал, которая содержит расходный материал, токоприемник 106, окружающий расходный материал, и знак 504; устройство 200 для получения аэрозоля, содержащее нагревательный элемент 160 для индукционного нагрева токоприемника 106 и систему 500 распознавания, выполненную с возможностью считывания знака 504; и системный контроллер 166, функционально соединенный с системой 500 распознавания и нагревательным элементом 160, при этом информация, принятая с системы 500 распознавания, используется для управления нагревательным элементом 160. Система 500 распознавания содержит оптический датчик 320. Оптический датчик 320 содержит датчик 508 света для обнаружения света, в частности, длину волны света, отражаемую знаком 504. Оптический датчик 320 может дополнительно содержать источник 506 света, выполненный с возможностью излучения спектра света в направлении знака 504. Системный контроллер 166 может затем исполнять протокол применения, конкретный для расходного материала, связанного со знаком 504.Therefore, in a preferred embodiment, the aerosol generating device 100 may include a consumable containing package 102 that contains the consumable, a pantograph 106 surrounding the consumable, and a sign 504; an aerosol generating device 200 comprising a heating element 160 for induction heating of the pantograph 106 and a recognition system 500 configured to read the character 504; and a system controller 166 operably coupled to the sensing system 500 and the heating element 160, wherein information received from the sensing system 500 is used to control the heating element 160. The sensing system 500 includes an optical sensor 320. The optical sensor 320 includes a light sensor 508 for detection light, specifically the wavelength of light reflected by the sign 504. The optical sensor 320 may further include a light source 506 configured to emit a spectrum of light in the direction of the sign 504. The system controller 166 may then execute an application protocol specific to the consumable associated with sign 504.

При использовании в таком случае способ исполнения протокола применения для аэрозолизации расходного материала включает считывание знака 504 на упаковке 102, содержащей расходный материал, которая содержит расходный материал, посредством оптического датчика 320; идентификацию протокола применения для расходного материала, связанного со знаком 504, посредством системного контроллера 166; исполнение протокола применения, в результате чего расходный материал превращается в аэрозоль. Способ может дополнительно включать обнаружение узора на знаке 504 или обнаружение длины волны света, отраженного от знака 504, с использованием датчика 508 света. Способ может дополнительно включать излучение источником 106 света спектра света в направлении знака 504, чтобы знак 504 отражал определенную длину волны света обратно к датчику 508. Способ может дополнительно включать исполнение системным контроллером 166 ответа отключения для того, чтобы сделать расходный материал непригодным для использования.When used in such a case, a method of executing an application protocol for aerosolizing a consumable includes reading an indicia 504 on a package 102 containing a consumable that contains a consumable through an optical sensor 320; identifying the application protocol for the consumable associated with the sign 504 by the system controller 166; execution of the application protocol, as a result of which the consumable material turns into an aerosol. The method may further include detecting a pattern on the sign 504 or detecting a wavelength of light reflected from the sign 504 using a light sensor 508 . The method may further include the light source 106 emitting a spectrum of light towards the sign 504 such that the sign 504 reflects a specific wavelength of light back to the sensor 508. The method may further include the system controller 166 executing a shutdown response to render the consumable unusable.

Приспособление для выравниванияLeveling tool

Как показано на фиг. 12A–12E, чтобы облегчить надлежащее выравнивание нагревательного элемента 160 вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал, устройство 200 может содержать приспособление для выравнивания упаковки. Например, приспособление для выравнивания упаковки может представлять собой магнит 280. Предпочтительно магнит 280 представляет собой цилиндрический магнит, определяющий вторую продольную ось M. В вариантах осуществления, в которых нагревательный элемент 160 представляет собой цилиндрическую катушку, обернутую вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал, цилиндрическая катушка определяет третью продольную ось C. Цилиндрический магнит 280 и нагревательный элемент 160 выполнены с возможностью сохранения выравнивания на одной прямой второй продольной оси M с третьей продольной осью C. Предпочтительно цилиндрический магнит 280 представляет собой круглый кольцевой магнит, где центром является путь для потока воздуха. Предпочтительно любой магнит 280 относится к типу редкоземельного неодима. Он намагничивается в осевом направлении.As shown in FIG. 12A-12E, to facilitate proper alignment of the heating element 160 around the package 102 containing the consumable, the device 200 may include a package alignment device. For example, the package alignment device may be a magnet 280. Preferably, the magnet 280 is a cylindrical magnet defining a second longitudinal axis M. In embodiments in which the heating element 160 is a cylindrical coil wrapped around the package 102 containing the consumable, the cylindrical the coil defines a third longitudinal axis C. The cylindrical magnet 280 and the heating element 160 are configured to maintain alignment of the second longitudinal axis M with the third longitudinal axis C. Preferably, the cylindrical magnet 280 is a circular annular magnet with the center being a path for air flow. Preferably, any magnet 280 is of the rare earth neodymium type. It is magnetized in the axial direction.

В варианте осуществления, в котором используется магнит 280 для выравнивания, один конец 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, может содержать элемент 281, притягивающийся к магниту. Предпочтительно элемент 281, притягивающийся к магниту, представляет собой штампованный металлический компонент из листа железа, который изготовлен на первом конце 105 упаковки 102, содержащей расходный материал. Цилиндрический магнит 280 может представлять собой часть устройства 200 для получения аэрозоля, и упаковка 102, содержащая расходный материал, может содержать элемент 281, притягивающийся к магниту, или шайбу, прикрепленную к ее концу 105 таким образом, что упаковка 102, содержащая расходный материал, притягивается к магниту 280, прикрепленному к устройству 200 для получения аэрозоля. Другие комбинации магнитов 280 и элементов 281, притягивающихся к магниту, в различных положениях могут использоваться для выполнения желаемого выравнивания.In an embodiment that uses an alignment magnet 280, one end 105 of the package 102 containing the consumable may include an element 281 that is attracted to the magnet. Preferably, the magnet attraction member 281 is a stamped iron sheet metal component that is formed at the first end 105 of the package 102 containing the consumable. The cylindrical magnet 280 may be part of the aerosol generating device 200, and the package 102 containing the consumable may include an element 281 attracted to the magnet or a washer attached to its end 105 such that the package 102 containing the consumable is attracted to a magnet 280 attached to the aerosol receiving device 200. Other combinations of magnets 280 and magnet attraction elements 281 in various positions may be used to achieve the desired alignment.

В некоторых вариантах осуществления, предпочтительно в тех, в которых используется упаковка 102, содержащая расходный материал, с трубкой 140 фильтра и корпусом 150, приспособление для выравнивания упаковки может представлять собой приемное устройство 151, такое как плотно прилегающий цилиндр (если корпус 150 является цилиндрическим), который может использоваться для выравнивания упаковки 102, содержащей расходный материал, и катушка 162 может быть расположена снаружи приемного устройства 151, как показано на фиг. 12E. Приемное устройство 151 может быть прикреплено к устройству 200 и выровнено надлежащим образом с катушками 162 таким образом, что когда упаковка 102, содержащая расходный материал, вставлена в катушки 162, токоприемник 106 надлежащим образом выровнен с катушками 162.In some embodiments, preferably those that utilize a package 102 containing a consumable with a filter tube 140 and a housing 150, the package alignment device may be a receiving device 151, such as a close-fitting cylinder (if the housing 150 is cylindrical) , which may be used to align the package 102 containing the consumable, and the reel 162 may be located outside the receiving device 151, as shown in FIG. 12E. The receiver 151 may be attached to the device 200 and properly aligned with the coils 162 such that when a package 102 containing a consumable is inserted into the coils 162, the pantograph 106 is properly aligned with the coils 162.

В некоторых вариантах осуществления корпус 150 может функционировать как приемное устройство 151. Следовательно, вместо отдельного приемного устройства 151 корпус 150 может иметь характеристики, описанные выше, и вставка в катушки 162 может по сути являться процессом выравнивания, или корпус может быть прикреплен внутри катушек 162, и трубка 140 фильтра, содержащая блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106, может быть вставлена в корпус 150.In some embodiments, housing 150 may function as a receiving device 151. Therefore, instead of a separate receiving device 151, housing 150 may have the characteristics described above and insertion into coils 162 may be essentially an alignment process, or the housing may be attached within coils 162. and a filter tube 140 including a consumable material containing block 104 and a current collector 106 may be inserted into the housing 150.

В некоторых вариантах осуществления несколько активаций одной упаковки, содержащей расходный материал, могут быть выполнены посредством токоприемника 106, имеющего несколько заостренных элементов 290, как показано на фиг. 13A–D. Токоприемник с несколькими заостренными элементами представляет собой токоприемник 106 с двумя или более заостренными элементами 290. В некоторых вариантах осуществления токоприемник может иметь три заостренных элемента 290a, 290b, 290c. В некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может иметь четыре заостренных элемента. В некоторых вариантах осуществления токоприемник 106 может иметь более четырех заостренных элементов. В предпочтительном вариантом осуществления токоприемник 106 с несколькими заостренными элементами имеет три или четыре заостренных элемента.In some embodiments, multiple activations of a single package containing a consumable can be accomplished by a pantograph 106 having multiple spikes 290, as shown in FIG. 13A–D. A multi-bar pantograph is a pantograph 106 with two or more blades 290. In some embodiments, a pantograph may have three blades 290a, 290b, 290c. In some embodiments, the pantograph 106 may have four pointed elements. In some embodiments, the pantograph 106 may have more than four points. In a preferred embodiment, the multi-point pantograph 106 has three or four points.

Несколько заостренных элементов 290a, 290b, 290c токоприемника 106 с несколькими заостренными элементами являются, в целом, параллельными друг другу, как показано на фиг. 13C и 13D. Токоприемник 106 с несколькими заостренными элементами выполнен и может быть встроен в упаковку 102, содержащую расходный материал, таким образом, что каждый заостренный элемент 290a, 290b, 290c является параллельным продольной оси L упаковки, содержащей расходный материал, и расположен на равном расстоянии от нее, а также расположены на равном расстоянии друг от друга по периметру воображаемого круга. Таким образом, если смотреть в сечении, как показано на фиг. 14A–C, заостренные элементы 290a, 290b, 290c токоприемника расположены на равном расстоянии друг от друга относительно круглой поверхности упаковки 102, содержащей расходный материал. Такая компоновка обеспечивает максимальное увеличение каждым заостренным элементом 290a, 290b, 290c неперекрывающихся зон нагрева для каждого заостренного элемента, когда каждый заостренный элемент максимально активирован. Другими словами, когда заостренный элемент 290a, 290b, 290c токоприемник нагревается, он будет излучать тепло в радиальном направлении в сторону от заостренного элемента 290a, 290b, 290c токоприемника, создавая круглую зону нагрева заостренным элементом 290a, 290b, 290c токоприемника в центре. Каждый заостренный элемент 290a, 290b, 290c токоприемника будет нагревать свою собственную круглую зону, хотя некоторое перекрытие может быть неизбежным. В совокупности вся площадь сечения блока 104, содержащего расходный материал, может быть нагрета, один сегмент сечения за один раз. The multiple points 290a, 290b, 290c of the multi-point pantograph 106 are generally parallel to each other, as shown in FIG. 13C and 13D. The multi-bar susceptor 106 is configured and may be incorporated into a package 102 containing a consumable such that each bar 290a, 290b, 290c is parallel to and equidistant from the longitudinal axis L of the package containing the consumable, and also located at equal distances from each other along the perimeter of an imaginary circle. Thus, when viewed in cross section as shown in FIG. 14A-C, the pointed pantograph members 290a, 290b, 290c are equidistant from each other relative to the circular surface of the package 102 containing the consumable. This arrangement allows each blade 290a, 290b, 290c to maximize the non-overlapping heating zones for each blade when each blade is maximally activated. In other words, when the pantograph tip 290a, 290b, 290c is heated, it will radiate heat radially away from the pantograph tip 290a, 290b, 290c, creating a circular heating zone at the pantograph tip 290a, 290b, 290c at the center. Each pantograph tip 290a, 290b, 290c will heat its own circular zone, although some overlap may be inevitable. Collectively, the entire cross-sectional area of the block 104 containing the consumable can be heated, one cross-sectional area at a time.

Когда нагревательный элемент 160 представляет собой цилиндрическую катушку, обернутую вокруг токоприемника 106, максимальное количество энергии передается в центр цилиндрической катушки. Следовательно, когда токоприемник 106 выровнен с центром цилиндрической катушки, токоприемник 106 будет принимать максимальное количество энергии из электричества, проходящего через катушку. Другими словами, когда заостренный элемент 290a, 290b, 290c токоприемника находится на одной линии с цилиндрической катушкой, заостренный элемент 290a, 290b, 290c токоприемника будет принимать максимальное количество энергии от цилиндрической катушки. Таким образом, для независимого нагрева каждого заостренного элемента 290a, 290b, 290c токоприемника, заостренный элемент 290a, 290b, 290c токоприемника и центр катушки должны быть перемещены друг относительно друга таким образом, чтобы центр катушки выравнивался с одним из заостренных элементов 290a, 290b, 290c токоприемника последовательно. Это может быть выполнено путем перемещения заостренного элемента токоприемника относительно катушки или путем перемещения катушки относительно заостренного элемента токоприемника, или и того, и другого.When the heating element 160 is a cylindrical coil wrapped around the current collector 106, the maximum amount of energy is transferred to the center of the cylindrical coil. Therefore, when the pantograph 106 is aligned with the center of the cylindrical coil, the pantograph 106 will receive the maximum amount of energy from the electricity passing through the coil. In other words, when the pantograph tip 290a, 290b, 290c is in line with the cylindrical coil, the pantograph tip 290a, 290b, 290c will receive the maximum amount of energy from the cylindrical coil. Thus, to independently heat each susceptor tip 290a, 290b, 290c, the susceptor tip 290a, 290b, 290c and the center of the coil must be moved relative to each other such that the center of the coil is aligned with one of the susceptor tips 290a, 290b, 290c pantograph in series. This may be accomplished by moving the pantograph tip relative to the coil, or by moving the coil relative to the pantograph tip, or both.

Перемещение нагревательного элементаMoving the heating element

В предпочтительном варианте осуществления нагревательный элемент 160 перемещается относительно токоприемника 106. Например, цилиндрическая катушка может быть обернута вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал, и выполнена с возможностью вращения вдоль эксцентрического пути таким образом, что во время одного вращения цилиндрической катушки каждый из заостренных элементов 290a, 290b, 290c будет выровнен с центром катушки в разные моменты времени, как показано на фиг. 14A–16D. Упаковка 102, содержащая расходный материал, может быть продолговатой деталью, имеющей первую продольную ось L, при этом нагревательный элемент 160 представляет собой катушку, обернутую вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал, для формирования цилиндра, имеющего вторую продольную ось C, и при этом нагревательный элемент 160 выполнен с возможностью вращения вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал, в эксцентрическом пути таким образом, что вторая продольная ось C выравнивается по одной линии с каждым из заостренных элементов 290a, 290b, 290c токоприемника с несколькими заостренными элементами в некоторой точке во время перемещения нагревательного элемента вокруг упаковки 102, содержащей расходный материал. Следовательно, токоприемник 106 с несколькими заостренными элементами является неподвижным, и катушка перемещается с вращением в эксцентрическом пути таким образом, что центр катушки выравнивается с линейной осью каждого заостренного элемента 290a, 290b, 290c токоприемника по очереди путем вращения. Электрические токосъемные контактные кольца будут обеспечивать энергией конструкцию катушки с вращением в эксцентрическом пути.In a preferred embodiment, the heating element 160 moves relative to the susceptor 106. For example, a cylindrical coil may be wrapped around a package 102 containing a consumable and is rotatable along an eccentric path such that during one rotation of the cylindrical coil, each of the pointed elements 290a , 290b, 290c will be aligned with the center of the coil at different times, as shown in FIG. 14A–16D. The package 102 containing the consumable may be an elongated piece having a first longitudinal axis L, wherein the heating element 160 is a coil wrapped around the package 102 containing the consumable to form a cylinder having a second longitudinal axis C, and thereby heating element 160 is configured to rotate about the package 102 containing the consumable in an eccentric path such that the second longitudinal axis C is aligned with each of the points 290a, 290b, 290c of the multi-point pantograph at some point during movement heating element around the package 102 containing the consumables. Therefore, the multi-point pantograph 106 is stationary, and the coil rotates in an eccentric path such that the center of the coil is aligned with the linear axis of each pantograph tip 290a, 290b, 290c in turn by rotation. Electrical slip rings will provide energy to the coil structure with rotation in an eccentric path.

Вращение нагревательного элемента 160 может осуществляться рядом зубчатых колес 300а, 300b, функционально соединенных с двигателем 302. Например, как показано на фиг. 17А–18В, нагревательный элемент 160 может быть установлен на первом зубчатом колесе 300а, так что нагревательный элемент может вращаться вместе с первым зубчатом колесом 300а. Второе зубчатое колесо 300b может быть функционально соединено с первым зубчатым колесом 300а, таким образом вращение второго зубчатого колеса 300b вызывает вращение первого зубчатого колеса 300а. Второе зубчатое колесо 300b может быть функционально соединено с двигателем 302, чтобы заставить второе зубчатое колесо 300b вращаться. Нагревательный элемент 160 установлен на первом зубчатом колесе 300a таким образом, что вращение первого зубчатого колеса 300a вызывает перемещение продольной оси C нагревательного элемента 160 вдоль эксцентрического пути, а не вызывает вращение нагревательного элемента вокруг зафиксированного неперемещающегося центра. Таким образом, центр нагревательного элемента 160 может смещаться с выравниванием с разными заостренными элементами 290a, 290b, 290c.Rotation of the heating element 160 may be accomplished by a series of gears 300a, 300b operatively coupled to the motor 302. For example, as shown in FIG. 17A-18B, the heating element 160 may be mounted on the first gear 300a such that the heating element can rotate with the first gear 300a. The second gear 300b may be operatively coupled to the first gear 300a such that rotation of the second gear 300b causes rotation of the first gear 300a. The second gear 300b may be operably coupled to the motor 302 to cause the second gear 300b to rotate. The heating element 160 is mounted on the first gear 300a such that rotation of the first gear 300a causes the longitudinal axis C of the heating element 160 to move along an eccentric path rather than causing the heating element to rotate about a fixed, non-moving center. Thus, the center of the heating element 160 can be shifted to align with different pointed elements 290a, 290b, 290c.

В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент 160, зубчатые колеса 300a, 300b и двигатель 302 могут быть установлены на держателе 270, как показано на фиг. 19. Держатель 270 обеспечивает перемещение нагревательного элемента, зубчатых колес 300a, 300b и двигателя 302 в осевом направлении вдоль длины упаковки 102, содержащей расходный материал. Держатель 270 может быть функционально соединен с приводом 306, который функционально соединен со вторым двигателем 304. Например, привод 306 может иметь резьбу. Держатель 270 может иметь резьбовое отверстие 276, через которое вставляют привод 306. Активация второго двигателя 304 вызывает вращение привода 306. Вращение привода 306 вызывает перемещение держателя 270 вдоль привода 306, как показано двойной стрелкой на фиг. 19.In some embodiments, heating element 160, gears 300a, 300b, and motor 302 may be mounted on holder 270 as shown in FIG. 19. The holder 270 allows the heating element, gears 300a, 300b, and motor 302 to move axially along the length of the package 102 containing the consumable. The holder 270 may be operatively coupled to an actuator 306, which is operably coupled to a second motor 304. For example, the actuator 306 may be threaded. The holder 270 may have a threaded hole 276 through which the actuator 306 is inserted. Activation of the second motor 304 causes the actuator 306 to rotate. Rotation of the actuator 306 causes the holder 270 to move along the actuator 306, as indicated by the double arrow in FIG. 19.

В некоторых вариантах осуществления вместо вращения нагревательного элемента 160 вдоль эксцентрического пути, нагревательный элемент 160 может быть перемещен поступательно вдоль оси X-Y, если смотреть в сечении. Следовательно, упаковка 102, содержащая расходный материал, может быть продолговатой деталью, определяющей продольную ось L, и при этом нагревательный элемент 160 выполнен с возможностью перемещения в радиальном направлении относительно продольной оси L, если смотреть в сечении, для выравнивания центра цилиндрического спирального нагревательного элемента 160 с каждым из заостренных элементов 290a, 290b, 290c токоприемника с несколькими заостренными элементами 106 по очереди. В сценарии расположения по оси X–Y энергия катушки может подаваться через гибкий электрический проводник или с помощью подвижных электрических контактов.In some embodiments, instead of rotating the heating element 160 along an eccentric path, the heating element 160 may be translated along an X-Y axis when viewed in cross-section. Therefore, the package 102 containing the consumable may be an elongated member defining a longitudinal axis L, and wherein the heating element 160 is movable in a radial direction relative to the longitudinal axis L, when viewed in cross-section, to align the center of the cylindrical helical heating element 160 with each of the points 290a, 290b, 290c of the multiple point collectors 106 in turn. In the X-Y axis scenario, the coil energy can be supplied through a flexible electrical conductor or through movable electrical contacts.

Например, нагревательный элемент 160 может быть функционально установлен на паре пластин 310, 312 поступательного движения, как показано на фиг. 20. В частности, нагревательный элемент 160 может быть установлен непосредственно на первой пластине 310 поступательного движения, и первая пластина 310 поступательного движения может быть установлена на второй пластине 312 поступательного движения. Первая пластина 310 поступательного движения может быть выполнена с возможностью перемещения в направлении X или Y, а вторая пластина 312 поступательного движения может быть выполнена с возможностью перемещения в направлении Y или X, соответственно. В примере, показанном на фиг. 20, первая пластина 310 поступательного движения выполнена с возможностью движения в направлении X, тогда как вторая пластина 312 поступательного движения выполнена с возможностью перемещения в направлении Y. Эта конфигурация может быть переключена таким образом, что первая пластина 310 поступательного движения выполнена с возможностью перемещения в направлении Y, и вторая пластина 312 поступательного движения выполнена с возможностью перемещения в направлении X. Первая и вторая пластины 310, 312 поступательного движения могут быть функционально соединены со своими соответствующими двигателями, например, посредством зубчатых колес, чтобы вызвать перемещение пластин поступательного движения в надлежащем направлении. Между двумя пластинами 310, 312 поступательного движения нагревательный элемент 160 может быть перемещен таким образом, что его продольная ось C может выравниваться на одной линии с любым из заостренных элементов 290a, 290b, 290c. For example, heating element 160 may be operatively mounted on a pair of translational plates 310, 312, as shown in FIG. 20. Specifically, the heating element 160 may be mounted directly on the first translation plate 310, and the first translation plate 310 may be mounted on the second translation plate 312. The first translation plate 310 may be configured to move in the X or Y direction, and the second translation plate 312 may be configured to move in the Y or X direction, respectively. In the example shown in FIG. 20, the first translation plate 310 is configured to move in the X direction, while the second translation plate 312 is configured to move in the Y direction. This configuration can be switched such that the first translation plate 310 is configured to move in the direction Y, and the second translation plate 312 is movable in the X direction. The first and second translation plates 310, 312 may be operably coupled to their respective motors, for example through gears, to cause the translation plates to move in the proper direction. Between the two translational plates 310, 312, the heating element 160 can be moved such that its longitudinal axis C can be aligned with any of the pointed elements 290a, 290b, 290c.

В других компоновках узел катушки может перемещаться вдоль линейной оси токоприемника, независимо от механизмов вращения или перемещения без вращения, как было рассмотрено выше. Следовательно, три заостренных элемента токоприемника обеспечат нагревание устройством упаковки 102, содержащей расходный материал, трижды в одном и том же линейном положении путем нагревания трех разных заостренных элементов 290a, 290b, 290c в три разных момента времени, прежде чем он переместится в свое следующее линейное положение, где он сможет нагревать снова три раза. В упаковке 102, содержащей расходный материал, с четырьмя линейными положениями одна упаковка, содержащая расходный материал, сможет обеспечить 12 отдельных «затяжек», т. е. 3 заостренных элемента в 4 положениях вдоль длины упаковки 102, содержащей расходный материал.In other arrangements, the coil assembly may move along the linear axis of the pantograph, independent of rotating or non-rotating mechanisms as discussed above. Therefore, the three susceptor points will cause the device to heat the package 102 containing the consumable three times in the same linear position by heating three different points 290a, 290b, 290c at three different times before it moves to its next linear position. , where it will be able to heat again three times. In a package 102 containing a consumable with four linear positions, one package containing the consumable will be able to provide 12 separate "puffs", i.e., 3 pointed elements in 4 positions along the length of the package 102 containing the consumable.

В некоторых вариантах осуществления вместо перемещения нагревательного элемента 160 относительно упаковки 102, содержащей расходный материал, упаковка 102, содержащая расходный материал, может быть перемещена относительно нагревательного элемента. Следовательно, упаковка 102, содержащая расходный материал, выполнена с возможностью вращения внутри нагревательного элемента 160 в эксцентрическом пути таким образом, что вторая продольная ось C, определенная катушками, выравнивается на одной линии с каждым из заостренных элементов 290a, 290b, 290c токоприемника с несколькими заостренными элементами в некоторой точке во время вращения упаковки 102, содержащей расходный материал, внутри нагревательного элемента 160. В качестве альтернативы упаковка 102, содержащая расходный материал, выполнена с возможностью перемещения в радиальном направлении внутри нагревательного элемента 160 таким образом, что вторая продольная ось C выравнивается на одной линии с каждым из заостренных элементов токоприемника с несколькими заостренными элементами в некоторой точке во время перемещения упаковки 102, содержащей расходный материал, внутри нагревательного элемента 160. В некоторых вариантах осуществления как упаковка 102, содержащая расходный материал, так и нагревательный элемент 160 могут перемещаться. Например, нагревательный элемент 160 может перемещаться линейно вдоль продольной оси упаковки 102, содержащей расходный материал, и упаковка 102, содержащая расходный материал, может перемещаться в эксцентрическом или радиальном пути для перемещения токоприемника 106 в положение относительно нагревательного элемента 106, так что все из расходных материалов нагреваются последовательно по мере того, как пользователь делает отдельные затяжки. Другие вариации перемещения также могут использоваться.In some embodiments, instead of moving the heating element 160 relative to the package 102 containing the consumable, the package 102 containing the consumable can be moved relative to the heating element. Therefore, the package 102 containing the consumable is configured to rotate within the heating element 160 in an eccentric path such that the second longitudinal axis C defined by the coils is aligned with each of the multi-point pantograph elements 290a, 290b, 290c. elements at some point during rotation of the package 102 containing the consumable material within the heating element 160. Alternatively, the package 102 containing the consumable material is configured to move radially within the heating element 160 such that the second longitudinal axis C is aligned at one line with each of the multi-point pantograph cusps at some point during movement of the package 102 containing the consumable within the heating element 160. In some embodiments, both the package 102 containing the consumable and the heating element 160 may be moved. For example, the heating element 160 may move linearly along the longitudinal axis of the package 102 containing the consumable, and the package 102 containing the consumable may move in an eccentric or radial path to move the pantograph 106 into position relative to the heating element 106 so that all of the consumables heat up sequentially as the user takes individual puffs. Other movement variations may also be used.

Механизмы перемещения, описанные выше, являются всего лишь примерами. Механизм в сценарии перемещения X-Y-Z может быть выполнен с использованием множества комбинаций двигателей, линейных исполнительных элементов, зубчатых колес, лент, кулачков, электромагнитных клапанов и т. п.The movement mechanisms described above are just examples. The mechanism in an X-Y-Z motion scenario can be implemented using many combinations of motors, linear actuators, gears, bands, cams, solenoid valves, etc.

Обращаясь к фиг. 21, управление системой индукционного нагрева по замкнутому контуру может быть основано на измерении плотности магнитного потока, создаваемой системой индукционного нагрева. Системы индукционного нагрева функционируют с помощью создания концентрированного переменного магнитного поля внутри нагревательного элемента в виде индукционной катушки. Это поле будет производить эффект нагрева в металлическом токоприемнике за счет вихревых токов и реверсирования магнитного потока (при условии, что материалом приемника является железо), которые возникают в материале токоприемника. Индукционный нагрев представляет собой, как правило, «открытый контур», в котором есть ограничивающие средства отслеживания температуры токоприемника внутри индукционной катушки при ее работе. В контролируемых условиях магнитное поле, внешнее по отношению к индукционной катушке и находящееся в разумной близости от катушки, можно использовать для определения интенсивности потока внутри катушки. Например, небольшая катушка 310 может быть размещена в разумной близости от нагревательного элемента 160 типа индукционной катушки, причем ее ось приблизительно параллельна линиям 312 поля магнитного потока, проходящим через небольшую катушку 310, обеспечивая средство обнаружения величины магнитного потока нагревательного элемента 160 типа индукционной катушки, существующего благодаря напряжению, индуцированному на небольшой катушке 310 из-за изменяющегося магнитного потока, проходящего через небольшую катушку 310. Величина этого внешнего потока затем может быть откалибрована для соотношения с плотностью магнитного потока внутри нагревательного элемента 160 и, следовательно, может использоваться в качестве средства управления по замкнутому контуру индукционной системы для обеспечения стабильной работы по мере нагрева токоприемника 106. Магнитный поток симметричен вокруг оси индукционной катушки. Измерение плотности потока, выполненное в любом месте рядом с индукционной катушкой, можно использовать для экстраполяции плотности магнитного потока внутри нагревательного элемента на основе характеристики относительных величин магнитного потока в каждом месте (внутри индукционной катушки и внутри паразитной измерительной катушки). На практике нет необходимости в количественной оценке этого, поскольку измерение потока вместо этого используется для определения скорости нагрева, который будет происходить в токоприемнике 106, который присутствует в этом магнитном поле. Таким образом, небольшая катушка 310, выполненная таким образом, функционирует как датчик магнитного потока.Referring to FIG. 21, closed loop control of the induction heating system can be based on measuring the magnetic flux density produced by the induction heating system. Induction heating systems operate by creating a concentrated alternating magnetic field within a heating element in the form of an induction coil. This field will produce a heating effect in the metal pantograph due to the eddy currents and magnetic flux reversals (assuming the receiver material is iron) that occur in the pantograph material. Induction heating is typically an "open loop" type that has a limiting means of monitoring the temperature of the current collector inside the induction coil as it operates. Under controlled conditions, a magnetic field external to the induction coil and within reasonable proximity of the coil can be used to determine the intensity of the flux within the coil. For example, a small coil 310 may be placed in reasonable proximity to an induction coil type heating element 160, with its axis approximately parallel to the magnetic flux field lines 312 passing through the small coil 310, providing a means of detecting the amount of magnetic flux of an induction coil type heating element 160 existing due to the voltage induced on the small coil 310 due to the changing magnetic flux passing through the small coil 310. The magnitude of this external flux can then be calibrated to relate to the magnetic flux density within the heating element 160 and therefore can be used as a control over closed loop of the induction system to ensure stable operation as the current collector 106 heats up. The magnetic flux is symmetrical around the axis of the induction coil. A flux density measurement taken at any location adjacent to the induction coil can be used to extrapolate the magnetic flux density within the heating element based on the characteristics of the relative magnitudes of the magnetic flux at each location (inside the induction coil and inside the parasitic pickup coil). In practice, there is no need to quantify this since the flux measurement is instead used to determine the rate of heating that will occur in the current collector 106 that is present in this magnetic field. Thus, the small coil 310 configured in this manner functions as a magnetic flux sensor.

Следовательно, в некоторых вариантах осуществления устройство может дополнительно содержать датчик магнитного потока, расположенный смежно с индукционным нагревательным элементом 160 и выполненный с возможностью измерения магнитного потока, создаваемого индукционным нагревательным элементом 160. Датчик магнитного потока может быть функционально соединен с контроллером 166 для управления активацией индукционного нагревательного элемента 160 на основе обратной связи от датчика магнитного потока.Therefore, in some embodiments, the device may further comprise a magnetic flux sensor located adjacent to the induction heating element 160 and configured to measure the magnetic flux produced by the induction heating element 160. The magnetic flux sensor may be operatively coupled to the controller 166 to control activation of the induction heating element. element 160 based on feedback from the magnetic flux sensor.

Поглотитель теплаHeat absorber

В некоторых вариантах осуществления для управления рассеиванием тепловой энергии от нагревательного элемента 160 устройство может дополнительно содержать поглотитель 330 тепла, функционально соединенный с индукционным нагревательным элементом 160. Индукционный нагрев включает циркуляцию больших токов в индукционной катушке, что приводит к резистивному нагреву в проволоке, используемой для формирования катушки. Рассеивание тепловой энергии пользуется преимуществом материалов с высокой теплопроводностью, которые электрически изолированы для формирования поглотителей 330 тепла. Предпочтительно поглотители 330 тепла могут быть сформированы либо путем литьевого формования, либо путем процессов заливки. Поскольку в предпочтительном варианте осуществления используется цилиндрическая катушка в качестве нагревательного элемента 160, поглотитель 330 тепла может также представлять собой цилиндр, сформированный вокруг индукционной катушки, так что он заключает в оболочку катушку, как показано на фиг. 22. Цилиндрический поглотитель 330 тепла, заключающий в оболочку нагревательный элемент 160, находится внутри вертикальной полости внутри кожуха 202, образуя разновидность «вытяжной трубки», внутри которой происходит воздушная конвекция. Для вытяжной трубки требуется вентиляция в верхней части для поддерживания потока воздуха. Этот способ также исключает окантовку электромагнитного поля, обеспечивая очень сфокусированный способ нагрева на каждом сегменте упаковки 102, содержащей расходный материал. В результате такой фокусировки нет необходимости оборачивать блок 104, содержащий расходный материал, внутри упаковки 102, содержащей расходный материал, в непроводящую фольгу или другой подобный материал, бумагу, или будет достаточно подобного материала.In some embodiments, to control the dissipation of thermal energy from heating element 160, the device may further include a heat absorber 330 operably coupled to induction heating element 160. Induction heating involves circulating large currents through an induction coil, resulting in resistive heating in the wire used to form coils. Thermal energy dissipation takes advantage of high thermal conductivity materials that are electrically insulated to form heat sinks 330. Preferably, the heat sinks 330 may be formed by either injection molding or casting processes. Since the preferred embodiment uses a cylindrical coil as the heating element 160, the heat sink 330 may also be a cylinder formed around the induction coil so that it encloses the coil, as shown in FIG. 22. A cylindrical heat absorber 330 enclosing a heating element 160 is located within a vertical cavity within the housing 202, forming a type of "vent tube" within which air convection occurs. The exhaust tube requires a vent at the top to maintain air flow. This method also eliminates electromagnetic field fringing, providing a very focused heating method on each segment of the package 102 containing the consumable. As a result of this focusing, it is not necessary to wrap the block 104 containing the consumable within the package 102 containing the consumable in non-conductive foil or the like, paper, or the like will suffice.

В предпочтительном варианте осуществления поглотитель тепла 330 представляет собой ребристый цилиндр, окружающий нагревательный элемент 160. Ребристый цилиндр представляет собой поглотитель тепла цилиндрической формы с ребрами 332, выступающими в сторону от его внешней поверхности 334. Предпочтительно каждое ребро 332 проходит по существу по длине цилиндра для обеспечения значительной площади поверхности, от которой тепло от нагревательного элемента 160 может рассеиваться. Теплопроводный материал поглотителя 330 тепла может быть полимером. Теплопроводный полимер может представлять собой термоотверждаемое, термопластичное формовочное или заливочное соединение. Поглотитель 330 тепла может быть подвергнут машинной обработке, отлит или образован из этих материалов. Материал может быть жестким или упругим. Некоторые примеры теплопроводных соединений, используемых в теплопроводных полимерах, представляют собой нитрид алюминия, нитрид бора, углерод, графит и керамику. В предпочтительном варианте осуществления нагревательный элемент 160 представляет собой индукционную катушку, обернутую в ребристый цилиндр теплопроводного полимера, который был отлит вокруг катушки, при этом открытый центр создает вентиляцию за счет эффекта, подобного вытяжной трубке.In a preferred embodiment, heat sink 330 is a finned cylinder surrounding heating element 160. The fin cylinder is a cylindrical shaped heat sink with fins 332 extending away from its outer surface 334. Preferably, each fin 332 extends substantially the length of the cylinder to provide a significant surface area from which heat from heating element 160 can be dissipated. The thermally conductive material of the heat absorber 330 may be a polymer. The thermally conductive polymer may be a thermoset, thermoplastic moldable or castable compound. Heat absorber 330 may be machined, cast, or formed from these materials. The material can be hard or elastic. Some examples of thermally conductive compounds used in thermally conductive polymers are aluminum nitride, boron nitride, carbon, graphite and ceramics. In the preferred embodiment, heating element 160 is an induction coil wrapped in a finned cylinder of thermally conductive polymer that has been molded around the coil, with the open center creating ventilation through a vent tube-like effect.

Управление давлениемPressure control

Извлечению аэрозоля из блока 104, содержащего расходный материал, способствует отрицательное давление, созданное внутри корпуса 150. Есть несколько целей, в которых используется это отрицательное давление. Первая: отрицательное давление способствует и ускоряет извлечение нагретого и расширяющегося аэрозоля, получаемого внутри блока 104, содержащего расходный материал, в результате индукционного нагрева токоприемника 106 внутри оболочки 108 и максимального контакта между токоприемником 106 с в основном растительным веществом, таким как табак или каннабиноид.Removal of the aerosol from the consumable block 104 is aided by negative pressure created within housing 150. There are several purposes for which this negative pressure is used. First, the negative pressure promotes and accelerates the extraction of the heated and expanding aerosol produced within the consumable material containing block 104 as a result of the induction heating of the pantograph 106 within the shell 108 and the maximum contact between the pantograph 106 and a primarily plant matter such as tobacco or cannabinoid.

Вторая: отрицательное давление внутри корпуса 150 обеспечивает средство обнаружения того, когда пользователь втягивает воздух через корпус 150, благодаря использованию датчика давления, который отслеживается системным контроллером 166, выполненным как одно целое с устройством 200 для получения аэрозоля, который затем используется для инициирования изменения в управлении схемой, используемой для нагрева блока 104, содержащего расходный материал.Second, the negative pressure within the housing 150 provides a means of detecting when a user draws air through the housing 150 through the use of a pressure sensor that is monitored by a system controller 166 integral with the aerosol generating device 200, which is then used to initiate a change in control. circuitry used to heat the block 104 containing the consumable material.

Третья: отрицательное давление внутри корпуса 150 обеспечивает средство управления количеством получения аэрозоля для изменения опыта пользователя путем обеспечения управляемого пользователем или автоматического управления выходным отверстием для воздуха.Third, the negative pressure within the housing 150 provides a means of controlling the amount of aerosol production to modify the user experience by providing user-controlled or automatic control of the air outlet.

Отрицательное давление внутри корпуса 150 может быть создано просто путем ограничения потока воздуха, создаваемого торцевой крышкой 154, тогда как пользователь делает затяжку воздуха посредством мундштука 158.Negative pressure within housing 150 can be created simply by restricting the flow of air created by end cap 154 while the user draws air from mouthpiece 158.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 23A, устройство может дополнительно содержать контроллер 340 для потока воздуха для обеспечения средства для регулирования устойчивости вкуса и аромата блока 104, содержащего расходный материал, путем управления потоком воздуха, который втягивается через упаковку 102, содержащую расходный материал. Конструкция упаковки 102, содержащей расходный материал, является такой, что количество пара/вкуса и аромата, которое вводят в проходы для потока воздуха, зависит от продолжительности и интенсивности индукционного нагрева, а также разницы давлений воздуха между проходом (проходами) для воздуха через упаковку 102, содержащую расходный материал. Например, контроллер 340 для потока воздуха может содержать регулируемый клапан 342 управления потоком, такой как игольчатый клапан, клапан-бабочка, сферический клапан или регулируемый проем. Регулируемые клапаны управления потоком позволяют пользователю управлять потоком воздуха даже при использовании. Однако контроллер 340 для потока воздуха может также представлять собой мембрану 344 с фиксированными проемами, такую как пористая или волокнистая мембрана или элемент. Мембрана 344 может также выполнять функцию всасывающего фильтра для улавливания частиц. Следовательно, механизмы управления потоком могут регулироваться или не регулироваться пользователем. В вариантах осуществления мембраны 344 может быть предусмотрено несколько мембран 344 с проемами разных размеров. Таким образом, пользователь может выбирать необходимый размер проема и применять эту мембрану 344 к первому концу 105 устройства. Если пользователь предпочитает увеличенный или уменьшенный поток воздуха, пользователь может выбрать другую мембрану 344 с большими или меньшими проемами, соответственно. В некоторых вариантах осуществления в контроллере 340 для потока воздуха могут использоваться как клапан 342 управления, так и мембрана 344. Например, мембрана 344 может находиться перед клапаном 342 управления для управления потоком воздуха и фильтрования частиц перед клапаном 342 управления, затем клапан 342 управления может дополнительно управлять потоком воздуха для точно настроенного управления потоком воздуха.In some embodiments, as shown in FIG. 23A, the apparatus may further include an air flow controller 340 to provide a means for controlling the flavor stability of the consumable-containing unit 104 by controlling the flow of air that is drawn through the consumable-containing package 102. The design of the package 102 containing the consumable is such that the amount of vapor/flavor that is introduced into the air flow passages depends on the duration and intensity of induction heating, as well as the air pressure difference between the air passage(s) through the package 102 containing consumables. For example, air flow controller 340 may include an adjustable flow control valve 342, such as a needle valve, butterfly valve, ball valve, or adjustable orifice. Adjustable flow control valves allow the user to control the air flow even while in use. However, the air flow controller 340 may also be a membrane 344 with fixed openings, such as a porous or fibrous membrane or element. The membrane 344 may also function as a suction filter to trap particles. Therefore, the flow control mechanisms may or may not be user adjustable. In embodiments of the membrane 344, multiple membranes 344 with openings of different sizes may be provided. Thus, the user can select the desired opening size and apply this membrane 344 to the first end 105 of the device. If the user prefers increased or decreased airflow, the user may select a different membrane 344 with larger or smaller openings, respectively. In some embodiments, the air flow controller 340 may utilize both a control valve 342 and a membrane 344. For example, a membrane 344 may be positioned in front of the control valve 342 to control air flow and filter particles before the control valve 342, then the control valve 342 may optionally Control airflow for finely tuned airflow control.

В некоторых вариантах осуществления для лучшего управления эффективностью втягивания нагретого расходного аэрозоля из оболочки 108 может быть обеспечено приемное устройство 151, как показано на фиг. 23B. Приемное устройство 151 имеет ближний конец 402 с основным отверстием 404 и дальний конец 406 с дальним отверстием 408. Первый конец 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, может быть вставлен через основное отверстие 404 приемного устройства 151 и расположен на дальнем конце 406, смежном с дальним отверстием 408. Таким образом, основное отверстие 404 имеет по существу такие же размер и форму, что и наружная поверхность упаковки 102, содержащей расходный материал (например, наружные размеры корпуса 150). Дальнее отверстие 408 приемного устройства 151 меньше, чем основное отверстие 404, а также первое и второе отверстия 153, 157 корпуса 150. Меньший размер дальнего отверстия 408 относительно отверстий 153, 157 корпуса 150 ограничивает поток воздуха в приемное устройство 151, уменьшая тем самым давление внутри приемного устройства 151 и корпуса 150. In some embodiments, a receptacle 151 may be provided to better control the efficiency of drawing the heated consumable aerosol from the shell 108, as shown in FIG. 23B. The receptacle 151 has a proximal end 402 with a main opening 404 and a distal end 406 with a distal opening 408. The first end 105 of the package 102 containing the consumable can be inserted through the main opening 404 of the receptacle 151 and is located at the distal end 406 adjacent to the distal end. opening 408. Thus, the main opening 404 has substantially the same size and shape as the outer surface of the package 102 containing the consumable (eg, the outer dimensions of the housing 150). The distal opening 408 of the receiving device 151 is smaller than the main opening 404 and the first and second openings 153, 157 of the housing 150. The smaller size of the distal opening 408 relative to the openings 153, 157 of the housing 150 restricts the air flow into the receiving device 151, thereby reducing the pressure inside receiving device 151 and housing 150.

Предпочтительно, чтобы приемное устройство 151 было изготовлено из непроводящего материала, чтобы избежать индукционного нагрева, такого как боросиликатная керамика, пластик, дерево, углеродное волокно, стекло, кварцевое стекло, стекло Pyroceram, стекло Robax, высокотемпературные пластики, такие как Vespel, Torlon, полиимид, PTFE (политетрафторэтилен), PEEK (полиэфирэфиркетон) или другие подходящие материалы. В качестве альтернативы приемное устройство 151 может быть изготовлено из проводящего материала, который имеет более низкое удельное сопротивление, чем токоприемник 106 в упаковке 102, содержащей расходный материал, который обеспечивает некоторый индукционный нагрев приемного устройства 151, но не такой сильный как токоприемник 106. Примеры материалов с более низким удельным сопротивлением могут включать медь, алюминий и латунь, где токоприемник 106 изготовлен из материалов с более высоким удельным сопротивлением, таких как железо, сталь, олово, углерод или вольфрам, хотя могут использоваться и другие материалы. В некоторых вариантах осуществления может использоваться приемное устройство 151 с таким же или более высоким удельным сопротивлением, чем у токоприемника 106, который будет нагревать внешнюю часть упаковки 102, содержащей расходный материал, по мере того, как приемное устройство 151 нагревается за счет индукции. Приемное устройство 151 может быть прикреплено к устройству 200 и надлежащим образом выровнено с катушками 162, обернутыми вокруг приемного устройства 151, так что, когда упаковку 102, содержащую расходный материал, вставляют в приемное устройство 151, токоприемник 106 надлежащим образом выравнивается с катушками 162. It is preferable that the receiving device 151 be made of a non-conductive material to avoid induction heating, such as borosilicate ceramic, plastic, wood, carbon fiber, glass, quartz glass, Pyroceram glass, Robax glass, high temperature plastics such as Vespel, Torlon, polyimide , PTFE (polytetrafluoroethylene), PEEK (polyetheretherketone) or other suitable materials. Alternatively, receiver 151 may be made of a conductive material that has a lower resistivity than pantograph 106 in package 102 containing consumables that provides some inductive heating to receiver 151, but not as much as pantograph 106. Examples of Materials lower resistivity may include copper, aluminum and brass, where the pantograph 106 is made from higher resistivity materials such as iron, steel, tin, carbon or tungsten, although other materials may be used. In some embodiments, a receiver 151 with the same or higher resistivity than the pantograph 106 may be used, which will heat the exterior of the package 102 containing the consumable as the receiver 151 is heated by induction. The receiver 151 may be attached to the device 200 and properly aligned with the coils 162 wrapped around the receiver 151 such that when the package 102 containing the consumable is inserted into the receiver 151, the pantograph 106 is properly aligned with the coils 162.

В определенных способах индукционного нагрева, но без горения, расходный материал, содержащийся в упаковке 102, содержащей расходный материал, вставляется в приемное устройство 151 пользователем. При этом может быть зазор между упаковкой 102, содержащей расходный материал, и приемным устройством 151. Такой зазор может быть причиной трех существенных проблем. Первая: в вариантах осуществления с клапаном 342 зазор в определенных случаях вызовет прохождение потока воздуха из верхней части и внешней части приемного устройства 151 к нижней части, вызывая неэффективную работу клапана 342 и приводя к неудовлетворительному опыту пользователя. Вторая: пользователи ощущают липкие губы, когда их губы прилипают к мундштуку 158, и, следовательно, они случайно вытягивают упаковку 102, содержащую расходный материал, из приемного устройства 151 после вдыхания активного ингредиента из-за того, что упаковка, содержащая расходный материал, прилипает к губе потребителя, и отсутствия уплотнения для защиты упаковки 102, содержащей расходный материал, во время обычного использования в другом случае. Третья: в определенных вариантах осуществления расходного материала, где расходный материал имеет форму таблетки и сжат вокруг токоприемника 106, зазор между мундштуком и расходным материалом может затруднить подачу надлежащего количества воздуха в нагревательное приемное устройство 151.In certain induction heating but non-combustion methods, a consumable contained in a package 102 containing the consumable is inserted into a receiving device 151 by the user. In this case, there may be a gap between the package 102 containing the consumable and the receiving device 151. Such a gap can cause three significant problems. First, in embodiments with valve 342, clearance will in certain cases cause air flow from the top and outside of intake 151 to flow to the bottom, causing valve 342 to operate ineffectively and resulting in an unsatisfactory user experience. Second, users experience sticky lips when their lips stick to the mouthpiece 158, and therefore they accidentally pull out the package 102 containing the consumable from the receptacle 151 after inhaling the active ingredient due to the package containing the consumable sticking to the consumer's lip, and lacking a seal to protect the package 102 containing the consumable during normal use otherwise. Third, in certain consumable embodiments where the consumable is pellet-shaped and compressed around the pantograph 106, a gap between the mouthpiece and the consumable may make it difficult to supply the proper amount of air to the heating receiver 151.

В некоторых вариантах осуществления уплотнение 420 может быть обеспечено на ближнем конце 402 приемного устройства 151. Уплотнение 420 может окружать корпус 150 для создания герметичного уплотнения вокруг корпуса 150. Например, уплотнение 420 может представлять собой кольцо, размещенное вокруг корпуса 150 на ближнем конце 402 приемного устройства 151. В предпочтительном варианте осуществления уплотнение 420 представляет собой удерживающую и герметичную конструкцию, которая может быть описана как зажимная втулка, прокладка, уплотнительное кольцо, сальник или другой подобный термин, который описывает герметичную конструкцию. Уплотнение 420 выполнено из гибкого (упругого) полимера, такого как силикон, резина, пластик или другой материал (термоотверждаемый или термопластичный). In some embodiments, a seal 420 may be provided at the proximal end 402 of the receiving device 151. The seal 420 may surround the housing 150 to create an airtight seal around the housing 150. For example, the seal 420 may be a ring placed around the housing 150 at the proximal end 402 of the receiving device 151. In a preferred embodiment, the seal 420 is a retaining and sealing structure, which may be described as a clamping sleeve, gasket, O-ring, gland, or other similar term that describes a sealing structure. The seal 420 is made of a flexible polymer such as silicone, rubber, plastic, or other material (thermoset or thermoplastic).

Исключительно в качестве примера уплотнение 420, конструкция уплотнения 420 может представлять собой цилиндр с краями под прямым углом и отверстием 421 через центр (см. фиг. 23C–23D). В некоторых вариантах осуществления уплотнение 420 может быть тороидальным или «тороидальной формы» с круглыми краями с отверстием 421 через центр (см. фиг. 23E–23F). В некоторых вариантах осуществления форма уплотнения 420 может быть конической со стенками под углом и отверстием 421 через его центр (см. фиг. 23G–23H). В некоторых вариантах осуществления уплотнение 420 может иметь несколько уплотнительных поверхностей в точках контакта (см. фиг. 23I–23J). Purely as an example of the seal 420, the design of the seal 420 may be a cylinder with edges at right angles and an opening 421 through the center (see FIGS. 23C to 23D). In some embodiments, the seal 420 may be toroidal or "toroidal shaped" with round edges with an opening 421 through the center (see FIGS. 23E-23F). In some embodiments, the shape of the seal 420 may be conical with angled walls and an opening 421 through its center (see FIGS. 23G through 23H). In some embodiments, the seal 420 may have multiple sealing surfaces at the contact points (see FIGS. 23I-23J).

Перед использованием устройства 100 упаковку 102, содержащую расходный материал, вставляют в основное отверстие 404 приемного устройства 151 на ближнем конце 402. Уплотнение 420 расположено раньше по ходу потока относительно основного отверстия 404 внутри приемного устройства 151 и окружает периметр или наружную поверхность блока 102, содержащего расходный материал. В некоторых вариантах осуществления уплотнение 420 выполнено с возможностью создания силы смещения в отношении внутренней стенки приемного устройства 151 и наружной стенки упаковки 102, содержащей расходный материал, с уплотнением тем самым блока 102, содержащего расходный материал, относительно приемного устройства 151.Before using the device 100, a package 102 containing a consumable is inserted into the main opening 404 of the receptacle 151 at the proximal end 402. A seal 420 is located upstream of the main opening 404 within the receptacle 151 and surrounds the perimeter or outer surface of the block 102 containing the consumable. material. In some embodiments, the seal 420 is configured to apply a biasing force against the inner wall of the receptacle 151 and the outer wall of the package 102 containing the consumable, thereby sealing the block 102 containing the consumable against the receptacle 151.

В некоторых вариантах осуществления прижимное устройство 422 обеспечивает приведение в действие уплотнения 420 из высвобожденного состояния в активное состояние. Высвобожденное состояние обеспечивает свободное перемещение упаковки 102, содержащей расходный материал, в приемное устройство 151 и из него. В активном состоянии прижимное устройство 422 в радиальном направлении прижимает уплотнение 420 к упаковке 102, содержащей расходный материал. Например, в некоторых вариантах осуществления прижимное устройство 422 может в осевом направлении прижимать уплотнение. Уплотнение 420, являющееся упругим, при прижимании в осевом направлении расширяется в радиальном направлении, тем самым уменьшая свой внутренний диаметр таким образом, что оно сжимается и уплотняется вокруг стенки периметра блока 102, содержащего расходный материал. Этот тип прижимания может быть достигнут посредством вращательного или линейного перемещения прижимного устройства 422 внутри удерживаемого рукой устройства 100. Это прижимание и контакт с блоком 102, содержащим расходный материал, могут либо выполнять функцию удерживания блока 102, содержащего расходный материал, внутри устройства 100 во время работы, предотвращая его от легкого смещения или преждевременного удаления из удерживаемого рукой устройства 100, либо они могут также выполнять функцию удерживания и обеспечения уплотнения вокруг периметра блока 104, содержащего расходный материал. Таким образом, прижимное устройство 422 может быть механическим или электромеханическим механизмом для прижимания уплотнения 420 путем приведения в действие исполнительного элемента 424, такого как кнопка, ручка, ползунок, сенсорный экран, переключатель, диск и т. п., или любой их комбинации. In some embodiments, the pressing device 422 causes the seal 420 to be activated from a released state to an active state. The released state allows the package 102 containing the consumable to move freely into and out of the receiving device 151. When active, the pressing device 422 radially presses the seal 420 against the package 102 containing the consumable. For example, in some embodiments, the pressing device 422 may axially press the seal. The seal 420, which is resilient, when pressed in the axial direction, expands in the radial direction, thereby reducing its inner diameter so that it contracts and seals around the perimeter wall of the block 102 containing the consumable. This type of pressing may be achieved through rotational or linear movement of the pressing device 422 within the hand-held device 100. This pressing and contact with the consumable block 102 may either serve the function of holding the consumable block 102 within the device 100 during operation. preventing it from being easily dislodged or prematurely removed from the hand-held device 100, or they may also function to hold and provide a seal around the perimeter of the block 104 containing the consumable. Thus, the pressing device 422 may be a mechanical or electromechanical mechanism for pressing the seal 420 by actuating an actuator 424 such as a button, knob, slider, touch screen, switch, dial, etc., or any combination thereof.

Приемное устройство 151 в комбинации с уплотнением 420 ограничивает источник всего потока воздуха, втягиваемого через упаковку 102, содержащую расходный материал, для подачи через дальнее отверстие 408. Это точное управление потоком воздуха переходит непосредственно в управление отрицательным давлением, генерируемым внутри упаковки 102, содержащей расходный материал. После вставки упаковки 102, содержащей расходный материал, в приемное устройство 151 устройства 100 с приведением в действие уплотнения 420, пользователь вдыхает через открытый мундштук 158 (с фильтром) блока 102, содержащего расходный материал, и поток воздуха втягивается через дальнее отверстие 408, приводя к падению давления на первом конце 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, а также внутрь к блоку 104, содержащему расходный материал. Это падение давления (вакуум) на первом конце 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, может быть измерено датчиком 426 давления, функционально соединенным с системным контроллером 166 для инициирования и управления нагревом компонентов, образующих лекарственное средство или пар, внутри упаковки 102, содержащей расходный материал.Receiver 151 in combination with seal 420 restricts the source of all air flow drawn through the package 102 containing the consumable to be delivered through the distal opening 408. This precise control of the air flow translates directly into control of the negative pressure generated inside the package 102 containing the consumable. . After the package 102 containing the consumable is inserted into the receiving device 151 of the device 100 by actuating the seal 420, the user inhales through the open mouthpiece 158 (with filter) of the unit 102 containing the consumable, and a stream of air is drawn through the distal opening 408, resulting in the pressure drop at the first end 105 of the package 102 containing the consumable, as well as inward to the block 104 containing the consumable. This pressure drop (vacuum) at the first end 105 of the package 102 containing the consumable can be measured by a pressure sensor 426 operably coupled to the system controller 166 to initiate and control heating of the drug or vapor forming components within the package 102 containing the consumable. .

В некоторых вариантах осуществления уплотнение 420 и контроллер 340 для потока воздуха могут использоваться вместе. Предпочтительно контроллер 340 для потока воздуха соединен с упаковкой 102, содержащей расходный материал, на первом конце 105. Удаленно от первого конца 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, находится дальний конец 345 контроллера 340 для потока воздуха, имеющий дальнее отверстие 343. Между дальним отверстием 343 контроллера 340 для потока воздуха и первым концом 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, находится клапан 342 управления. Клапан 342 управления может представлять собой игольчатый клапан, клапан-бабочку, сферический клапан, оборотный клапан или любой другой регулируемый клапан потока или регулируемый проем. Клапан 342 управления обеспечивает возможность управления пользователем потоком воздуха даже во время использования. Дальнее отверстие 343 может быть меньше, чем отверстие 153 на первом конце 152 корпуса 150 для обеспечения ограничения потока воздуха через первый конец 152 корпуса 150, обеспечивая управляемое падение давления в зависимости от потока воздуха путем дросселирования потока воздуха через дальнее отверстие 343 или клапан 342. Клапан 342 управления может быть функционально соединен с системным контроллером 166 для управления 342 открытием и закрытием клапана 342.In some embodiments, the seal 420 and the air flow controller 340 may be used together. Preferably, the air flow controller 340 is connected to the package 102 containing the consumable at the first end 105. Remote from the first end 105 of the package 102 containing the consumable is a distal end 345 of the air flow controller 340 having a distal opening 343. Between the distal opening 343 of the air flow controller 340 and the first end 105 of the package 102 containing the consumable material contains a control valve 342. The control valve 342 may be a needle valve, a butterfly valve, a spherical valve, a check valve, or any other adjustable flow valve or adjustable orifice. The control valve 342 allows the user to control the air flow even during use. The distal opening 343 may be smaller than the opening 153 at the first end 152 of the housing 150 to provide restriction of air flow through the first end 152 of the housing 150, providing a controlled pressure drop depending on the air flow by throttling the air flow through the distal opening 343 or valve 342. Valve Control 342 may be operatively coupled to system controller 166 to control 342 the opening and closing of valve 342.

Контроллер 340 для потока воздуха может использоваться вместо торцевой крышки 154 или в дополнение к торцевой крышке 154. Если контроллер 340 для потока воздуха используется с торцевой крышкой 154, контроллер для потока воздуха может быть помещен смежно с торцевой крышкой 154 на корпусе 150. В некоторых вариантах осуществления, вместо наличия торцевой крышки 154 на корпусе 150, торцевая крышка 154 может быть помещена раньше по ходу потока или дальше по ходу потока относительно клапана 342 управления внутри контроллера 340 для потока воздуха. С торцевой крышкой 154 или без нее контроллер 340 для потока воздуха обеспечивает средство для управления потоком воздуха, который втягивается раньше по ходу потока в направлении дальше по ходу потока через упаковку 102, содержащую расходный материал, и вакуум или разница давлений воздуха создается внутри корпуса 150. Эта разница давлений вытягивает пар из упаковки 102, содержащей расходный материал, в поток воздуха. Если потоком воздуха в первый конец 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, можно управлять, эту разницу давлений можно изменять, позволяя вводить больше (или меньше) пара в поток воздуха, эффективно изменяя устойчивость вкуса и аромата. Эта способность изменять устойчивость вкуса и аромата тесно связана с нагревом упаковки 102, содержащей расходный материал, поскольку именно повышение температуры расходного материала приводит к образованию этого пара. Путем точного управления процессом нагрева (временем и скоростью) и потоком воздуха через первый конец 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, можно получить широкий диапазон ощущений устойчивости вкуса и аромата.The air flow controller 340 may be used in place of the end cap 154 or in addition to the end cap 154. If the air flow controller 340 is used with the end cap 154, the air flow controller may be positioned adjacent to the end cap 154 on the housing 150. In some embodiments In an embodiment, instead of having an end cap 154 on the housing 150, the end cap 154 may be positioned upstream or downstream of the control valve 342 within the air flow controller 340. With or without the end cap 154, the air flow controller 340 provides a means for controlling the flow of air that is drawn upstream in the downstream direction through the package 102 containing the consumable, and a vacuum or air pressure difference is created within the housing 150. This pressure difference draws steam from the package 102 containing the consumable into the air stream. If the air flow into the first end 105 of the package 102 containing the consumable can be controlled, this pressure difference can be varied, allowing more (or less) steam to be introduced into the air flow, effectively changing the persistence of flavor and aroma. This ability to change the stability of flavor and aroma is closely related to the heating of the package 102 containing the consumable, since it is the increase in temperature of the consumable that leads to the formation of this vapor. By precisely controlling the heating process (time and speed) and air flow through the first end 105 of the package 102 containing the consumable, a wide range of flavor and aroma consistency experiences can be achieved.

В некоторых вариантах осуществления контроллер 340 для потока воздуха может быть частью приемного устройства 151. Например, контроллер 340 для потока воздуха может быть прикреплен к дальнему концу 406 приемного устройства 151 или выполнен как одно целое с ним. Таким образом, контроллер 340 для потока воздуха создает удлинение приемного устройства 151. Для предотвращения выпадения первого конца 152 корпуса 150 в клапан 342 управления, упор 428 может быть размещен в направлении к дальнему концу 406 приемного устройства 151, но дальше по ходу потока относительно клапана 342 управления. Например, упор 428 может представлять собой выступ, стенку, выступающую часть или т. п., которые выступают в радиальном направлении внутрь от внутренней стенки, чтобы упираться в первый конец 152 корпуса 150 и предотвращать перемещение корпуса в регулятор 340 воздуха. In some embodiments, the air flow controller 340 may be part of the receiving device 151. For example, the air flow controller 340 may be attached to or integral with the distal end 406 of the receiving device 151. Thus, the air flow controller 340 creates an extension of the receiving device 151. To prevent the first end 152 of the housing 150 from falling into the control valve 342, a stop 428 may be placed toward the distal end 406 of the receiving device 151, but downstream of the valve 342 management. For example, the stop 428 may be a protrusion, wall, protrusion, or the like that projects radially inward from the inner wall to abut the first end 152 of the housing 150 and prevent movement of the housing into the air regulator 340 .

Клапан 342 управления служит в качестве контроллера для потока воздуха в первый конец 152 корпуса 150, когда пользователь втягивает воздух через упаковку 102, содержащую расходный материал. Посредством ограничения этого потока воздуха отрицательное давление (вакуум) создается на первом конце 152 корпуса 150, а также внутри относительно корпуса 150. В предпочтительном варианте осуществления потоком воздуха через этот клапан 342 можно управлять либо посредством механического, либо посредством электромеханического средства, выполненного как одно целое с устройством 100. Действие клапана 342 управления, датчика 426 давления и уплотнения 420 может быть согласовано системным контроллером 166 для управления точным созданием разности давлений внутри упаковки 102, содержащей расходный материал.The control valve 342 serves as a controller for the flow of air into the first end 152 of the housing 150 when a user draws air through the package 102 containing the consumable. By restricting this air flow, a negative pressure (vacuum) is created at the first end 152 of the housing 150, as well as internally relative to the housing 150. In a preferred embodiment, the air flow through this valve 342 can be controlled by either mechanical or electromechanical means configured as one piece with device 100. The operation of control valve 342, pressure sensor 426, and seal 420 may be coordinated by system controller 166 to control the precise creation of a pressure difference within the package 102 containing the consumable.

Благодаря использованию уплотнения 420 с клапаном 342 управления обеспечивается лучшая работа клапана 342 управления, поскольку это позволяет лучше управлять клапаном 342 управления, поскольку уплотнение 420 обеспечивает то, что поток воздуха не сможет поступить из верхней части на мундштуке 158 или любых других областей, через которые воздух может просачиваться в устройство 100, кроме отверстий 408, 343, специально предназначенных для потока воздуха. Таким образом, функционирование клапана 342 улучшается за счет уплотнения 420. By using the seal 420 with the control valve 342, better operation of the control valve 342 is achieved because it allows for better control of the control valve 342 because the seal 420 ensures that air flow cannot flow from the top on the mouthpiece 158 or any other areas through which air may leak into device 100 except at holes 408, 343 specifically designed for air flow. Thus, the operation of the valve 342 is improved by the seal 420.

Уплотнение 420 также обеспечивает другое преимущество. При использовании устройств, таких как настоящее изобретение, может быть тенденция прилипания губ к мундштуку. Когда это происходит, липкие губы могут вытягивать упаковку 102, содержащую расходный материал, из устройства 200 для получения аэрозоля. Это явление не происходит в обычных сигаретах из-за неразъемной конструкции; однако в случае устройства, где упаковка 102, содержащая расходный материал, является отдельной от 104 устройства 200 для получения аэрозоля, устройство 200 для получения аэрозоля должно удерживать упаковку 102, содержащую расходный материал. Уплотнение 420 согласно настоящему изобретению делает невозможным вытягивание липкими губами упаковки, содержащей расходный материал, из устройства 200 для получения аэрозоля, если это не является конкретной необходимостью. The 420 seal also provides another benefit. When using devices such as the present invention, there may be a tendency for the lips to stick to the mouthpiece. When this occurs, the sticky lips may pull the package 102 containing the consumable from the aerosol receiving device 200. This phenomenon does not occur in regular cigarettes due to the one-piece design; however, in the case of a device where the package 102 containing the consumable is separate from 104 of the aerosol device 200, the aerosol device 200 must hold the package 102 containing the consumable. The seal 420 of the present invention makes it impossible for the adhesive lips to pull the package containing the consumable material out of the aerosol generating device 200 unless specifically required.

В вариантах осуществления, в которых используется приемное устройство 151, корпус 150 становится необязательным, поскольку приемное устройство 151 по существу функционирует как корпус 150. Следовательно, блок 104, содержащий расходный материал, может быть вставлен непосредственно в приемное устройство 151, в этом случае приемное устройство 151 представляет собой корпус 150. Мундштук 158 может быть вставлен и уплотнен в основном отверстии 404 приемного устройства 151 с помощью уплотнения 420. В таком случае уплотнение 420 между приемным устройством 151 и мундштуком 158 будет существенно важным для его работы, и единственным допустимым воздухом будет тот, который поступает через дальнее отверстие 408 или клапан 342. In embodiments that use the receiving device 151, the housing 150 becomes optional since the receiving device 151 essentially functions as the housing 150. Therefore, the block 104 containing the consumable can be inserted directly into the receiving device 151, in which case the receiving device 151 is a housing 150. The mouthpiece 158 may be inserted and sealed into the main opening 404 of the receptacle 151 with a seal 420. In such a case, the seal 420 between the receptacle 151 and the mouthpiece 158 will be essential to its operation, and the only air allowed will be that , which enters through the distal opening 408 or valve 342.

Следовательно, в некоторых вариантах осуществления устройство 100 для генерирования аэрозоля содержит блок 104, содержащий расходный материал; токоприемник 106, объединенный с блоком 104, содержащим расходный материал; приемное устройство 151, имеющее ближний конец 402, определяющий основное отверстие 404 для размещения блока 104, содержащего расходный материал, и дальний конец 406, определяющий дальнее отверстие 408; мундштук 158, вставленный в основное отверстие 404 приемного устройства 151; и уплотнение 420 для создания герметичного уплотнения между мундштуком 158 и основным отверстием 404 приемного устройства 151. Устройство 100 может дополнительно содержать оболочку 108, заключающую блок 104, содержащий расходный материал, и токоприемник 106 для формирования упаковки 102, содержащей расходный материал. Устройство 100 может дополнительно содержать корпус 150 для размещения упаковки 102, содержащей расходный материал. В таком варианте осуществления мундштук 158 включен в корпус 150. Устройство 100 может дополнительно содержать разделитель 135 между упаковкой 102, содержащей расходный материал, и корпусом 150 для поддерживания прохода для потока воздуха к мундштуку 158. Для управления разностью давлений внутри приемного устройства 151 относительно внешней части приемного устройства 151, устройство 100 может дополнительно содержать контроллер 340 для потока воздуха на дальнем конце 406 приемного устройства 151. Контроллер 340 для потока воздуха содержит клапан 342 управления и датчик 426 давления. Датчик 426 давления функционально соединен с системным контроллером 166, и системный контроллер 166 функционально соединен с клапаном 342 управления для управления разностью давлений внутри приемного устройства 151 относительно внешней части приемного устройства 151 для оптимизации превращения в аэрозоль и потока воздуха расходного материала.Therefore, in some embodiments, the aerosol generating device 100 includes a unit 104 containing a consumable; a current collector 106 combined with a block 104 containing a consumable material; a receiving device 151 having a proximal end 402 defining a main opening 404 for receiving a consumable block 104 and a distal end 406 defining a distal opening 408; a mouthpiece 158 inserted into the main hole 404 of the receiving device 151; and a seal 420 to form an airtight seal between the mouthpiece 158 and the main opening 404 of the receiving device 151. The device 100 may further include a shell 108 enclosing a block 104 containing the consumable and a susceptor 106 for forming a package 102 containing the consumable. The device 100 may further include a housing 150 for housing a package 102 containing a consumable. In such an embodiment, the mouthpiece 158 is included in the housing 150. The device 100 may further include a separator 135 between the package 102 containing the consumable and the housing 150 to maintain a passage for air flow to the mouthpiece 158. To control the pressure difference inside the receiving device 151 relative to the outside. receiving device 151, the device 100 may further include an air flow controller 340 at the distal end 406 of the receiving device 151. The air flow controller 340 includes a control valve 342 and a pressure sensor 426. The pressure sensor 426 is operatively coupled to the system controller 166, and the system controller 166 is operatively coupled to the control valve 342 to control the pressure difference within the receiving device 151 relative to the outside of the receiving device 151 to optimize aerosolization and air flow of the consumable.

Полые токоприемникиHollow pantographs

В некоторых вариантах осуществления вместо наличия потока аэрозоля из блока 104, содержащего расходный материал, через отверстия 120 оболочки 108 в трубку 140 фильтра и в направлении мундштука 158, воздух течет в токоприемник 106, вытягивает активное вещество из блока 104, содержащего расходный материал, для создания аэрозоля, который течет через токоприемник 106 в направлении мундштука 158, как показано на фиг. 25A–E. В таких вариантах осуществления токоприемник 106 может иметь один или более полых заостренных элементов 350 с по меньшей мере одним впускным отверстием 352 вдоль длины каждого заостренного элемента 350 и по меньшей мере одним выпускным отверстием 354. Заостренный элемент 350 содержит присоединенный конец 356, функционально соединенный с основанием 358 токоприемника, и свободный конец 360, противоположный основанию 358 токоприемника. Полый заостренный элемент 350 соединен с основанием 358 токоприемника на присоединенном конце 356. Выпускное отверстие 354 полого заостренного элемента 350 размещено в направлении свободного конца 360. Например, выпускное отверстие может находиться на наконечнике 362 свободного конца 360, или может быть несколько выпускных отверстий 354, расположенных на расстоянии под углом вокруг поверхности периметра полого заостренного элемента 350 на стороне свободного конца 360. In some embodiments, instead of having an aerosol flow from the consumable block 104 through the openings 120 of the shell 108 into the filter tube 140 and towards the mouthpiece 158, air flows into the pantograph 106, drawing the active agent from the consumable block 104 to create aerosol that flows through pantograph 106 towards mouthpiece 158, as shown in FIG. 25A–E. In such embodiments, the pantograph 106 may have one or more hollow points 350 with at least one inlet 352 along the length of each point 350 and at least one outlet 354. The point 350 includes an attached end 356 operably connected to a base 358 of the pantograph, and a free end 360 opposite the base 358 of the pantograph. The hollow point 350 is connected to the pantograph base 358 at the attached end 356. The outlet 354 of the hollow point 350 is positioned toward the free end 360. For example, the outlet may be located at the tip 362 of the free end 360, or there may be multiple outlets 354 located at a distance at an angle around the perimeter surface of the hollow pointed member 350 on the side of the free end 360.

В некоторых вариантах осуществления наконечник 362 свободного конца 360 может быть заостренным или острым для облегчения проникновения в блок 104, содержащий расходный материал. Размер частиц, плотность, связующие вещества, наполнители или любой компонент, используемый в блоке 104, содержащем расходный материал, могут быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить проникновение заостренных элементов 290, 350 токоприемника и/или игл для перфорации, не вызывая чрезмерного сжатия или изменений плотности блока 104, содержащего расходный материал. Изменения плотности из-за компрессионной «набивки» блока 104, содержащего расходный материал, могут негативно повлиять на поток воздуха или пара через блок 104, содержащий расходный материал.In some embodiments, the tip 362 of the free end 360 may be pointed or sharp to facilitate penetration into the block 104 containing the consumable. The particle size, density, binders, fillers, or any component used in the consumable-containing block 104 may be designed to allow penetration of the susceptor points 290, 350 and/or perforation needles without causing excessive compression or alteration density of the block 104 containing the consumable material. Density changes due to the compression "pack" of the consumable-containing block 104 may adversely affect the flow of air or steam through the consumable-containing block 104.

Любые частицы расходного материала, которые могут проталкиваться через оболочку 108 после проникновения в токоприемник 106, будут удерживаться в полости 368 между блоком 104, содержащим расходный материал, и мундштуком 158. Поскольку наконечники 362 заостренных элементов 290, 350 являются острыми, маловероятно, что расходный материал будет вытолкнут из оболочки 108.Any consumable particles that may be forced through the shell 108 after entering the pantograph 106 will be retained in the cavity 368 between the consumable block 104 and the mouthpiece 158. Since the tips 362 of the pointed elements 290, 350 are sharp, it is unlikely that the consumable will be pushed out of the shell 108.

В некоторых вариантах осуществления выпускные отверстия 354 и/или впускные отверстия 352 могут быть покрыты покрытием, которое плавится при температурах нагрева. В предпочтительном варианте осуществления блок 104, содержащий расходный материал, является достаточно длинным чтобы покрывать весь полый заостренный элемент 350 за исключением выпускного отверстия 354. In some embodiments, the outlets 354 and/or the inlets 352 may be coated with a coating that melts at heating temperatures. In a preferred embodiment, the block 104 containing the consumable is long enough to cover the entire hollow point 350 except for the outlet 354.

Основание 358 токоприемника может содержать отверстие 364, которое соответствует полому заостренному элементу 350. В вариантах осуществления с несколькими полыми заостренными элементами 350a–d каждый полый заостренный элемент 350a–d имеет свое собственное соответствующее отверстие 364. The pantograph base 358 may include an opening 364 that corresponds to a hollow point 350. In embodiments with multiple hollow points 350a-d, each hollow point 350a-d has its own corresponding hole 364.

В некоторых вариантах осуществления может быть несколько полых заостренных элементов 350a–d. Полые заостренные элементы 350a–d могут быть расположены по кругу, что делает их совместимыми с подвижным нагревательным элементом 160 или подвижной упаковкой 102, содержащей расходный материал. В некоторых вариантах осуществления может быть один полый заостренный элемент 350, причем полый заостренный элемент 350 расположен по центру в основании 358 токоприемника. В некоторых вариантах осуществления может быть центральный полый заостренный элемент 350, окруженный несколькими полыми заостренными элементами 350a–d. Может использоваться другая компоновка полых заостренных элементов 350.In some embodiments, there may be multiple hollow pointed elements 350a-d. The hollow pointed elements 350a-d may be arranged in a circle, making them compatible with the movable heating element 160 or the movable package 102 containing the consumables. In some embodiments, there may be a single hollow pointed element 350, with the hollow pointed element 350 located centrally at the base 358 of the pantograph. In some embodiments, there may be a central hollow pointed element 350 surrounded by multiple hollow pointed elements 350a-d. A different arrangement of hollow pointed elements 350 may be used.

Каждый полый заостренный элемент 350 может иметь по меньшей мере одно впускное отверстие 352 и по меньшей мере одно выпускное отверстие 354. Предпочтительно полый заостренный элемент 350 содержит несколько впускных отверстий 352 и несколько выпускных отверстий 354. Впускные отверстия 352 могут быть расположены последовательно вдоль длины полого заостренного элемента 350. В некоторых вариантах осуществления впускные отверстия 352 могут быть расположены кругообразно по периметру полого заостренного элемента 350. Увеличенное количество впускных отверстий 352 на полом заостренном элементе 350 увеличивает количество точек, через которые генерируемый аэрозоль может выходить из блока 104, содержащего расходный материал, и из упаковки 102, содержащей расходный материал. Подобным образом может быть несколько выпускных отверстий 354, расположенных кругообразно по периметру заостренного элемента 350 на стороне свободного конца 360.Each hollow point 350 may have at least one inlet 352 and at least one outlet 354. Preferably, the hollow point 350 includes a plurality of inlet holes 352 and a plurality of outlets 354. The inlet holes 352 may be arranged in series along the length of the hollow point 350. element 350. In some embodiments, inlets 352 may be arranged in a circular manner around the perimeter of the hollow point 350. The increased number of inlets 352 on the hollow point 350 increases the number of points through which the generated aerosol can exit the consumable block 104, and from package 102 containing consumables. Likewise, there may be multiple outlets 354 arranged in a circular manner around the perimeter of the pointed member 350 on the side of the free end 360.

В некоторых вариантах осуществления блок 104, содержащий расходный материал, не проходит от одного конца 105 упаковки 102, содержащей расходный материал, к мундштуку 158. Таким образом, между блоком 104, содержащим расходный материал, и мундштуком 158 есть полость 368. Эта полость 368 может быть заполнена теплопроводным материалом, вкусоароматическим веществом и т. п.In some embodiments, the consumable-containing block 104 does not extend from one end 105 of the consumable-containing package 102 to the mouthpiece 158. Thus, there is a cavity 368 between the consumable-containing block 104 and the mouthpiece 158. This cavity 368 may be filled with heat-conducting material, flavoring substance, etc.

Как показано на виде в сечении по фиг. 25E, при использовании токоприемник 106 встроен в блок 104, содержащий расходный материал. Когда токоприемник 106 нагревается посредством индукционного нагрева нагревательным элементом 160, блок, содержащий расходный материал, высвобождает аэрозоль. По мере того, как пользователь делает затяжку через мундштук 158, разность давлений внутри упаковки 102, содержащей расходный материал, вызывает поступление аэрозоля в полый заостренный элемент 350 через впускное отверстие 352 и выход через выпускное отверстие 354 (см. стрелки, показывающие поток воздуха). Аэрозоль затем поступает в полость 368 упаковки 102, содержащей расходный материал, и фильтруется через мундштук 158 для вдыхания пользователем. Таким образом, оболочка 108 не должна иметь каких-либо отверстий 120.As shown in the sectional view of FIG. 25E, in use, the current collector 106 is integrated into a block 104 containing a consumable. When the current collector 106 is heated by induction heating by the heating element 160, the unit containing the consumable material releases an aerosol. As the user draws from the mouthpiece 158, the pressure difference within the package 102 containing the consumable causes an aerosol to enter the hollow tip 350 through the inlet 352 and exit through the outlet 354 (see arrows indicating air flow). The aerosol then enters the cavity 368 of the package 102 containing the consumable and is filtered through the mouthpiece 158 for inhalation by the user. Thus, the shell 108 should not have any openings 120.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 26A–G, может быть один полый заостренный элемент 350, расположенный по центру на основании 358 токоприемника, причем несколько заостренных элементов 290a–d окружают полый заостренный элемент 350. В таком варианте осуществления полый заостренный элемент 350 не обязательно должен быть способным нагреваться путем индукционного нагрева, хотя допускается эта возможность. В этом варианте осуществления блок 104, содержащий расходный материал, может иметь центральное отверстие 366, через которое полый заостренный элемент 350 может быть вставлен для плотной посадки.In some embodiments, as shown in FIG. 26A-G, there may be a single hollow point 350 centrally located on the pantograph base 358, with multiple points 290a-d surrounding the hollow point 350. In such an embodiment, the hollow point 350 need not be capable of being inductively heated. , although this possibility is allowed. In this embodiment, the block 104 containing the consumable may have a central hole 366 through which a hollow pointed member 350 can be inserted for a tight fit.

Как показано на фиг. 26G, при использовании, когда заостренные элементы 290 токоприемника нагреваются, генерируемый аэрозоль поступает через впускные отверстия 352 полого заостренного элемента 350 и выходит через выпускные отверстия 354 и в мундштук 158, как показано стрелками потока воздуха.As shown in FIG. 26G, in use, when the current collector points 290 are heated, the generated aerosol enters through the inlets 352 of the hollow point 350 and exits through the outlets 354 and into the mouthpiece 158, as indicated by the air flow arrows.

Аэрозоль, получаемый способами и устройствами, описанными в данном документе, является эффективным и уменьшает количество токсических побочных продуктов, наблюдаемых в традиционных сигаретах и других устройствах нагрева без горения.The aerosol produced by the methods and devices described herein is effective and reduces the toxic byproducts observed in traditional cigarettes and other non-combustion heating devices.

ПРИМЕРEXAMPLE

Как показано на фиг. 24A–C, испытание проводилось на упаковках 102, содержащих расходный материал, которые были приготовлены путем прессования порошкообразного табака, смешанного с увлажнителем и PGA, с формированием блока 104 расходного материала вокруг токоприемника 106, заключенного в фольгу, покрывающую в качестве оболочки 108, вставленного в трубку 140 фильтра таким образом, чтобы отверстия 120 присутствовали с трех сторон в качестве каналов для воздуха, покрытых стандартной сигаретной бумагой в качестве корпуса 150, закрытого с одного конца ближним фильтром с высокой пропускной способностью в качестве мундштука 158 и с другого конца – дальним наконечником фильтра в качестве торцевой крышки 154. Токоприемник 106 выполнен в виде металлического листа, закрученного в спираль. Блок 104, содержащий расходный материал, и оболочка 108 имеют треугольные сечения. Трубка фильтра 140 представляет собой спиральную бумажную трубку.As shown in FIG. 24A-C, testing was conducted on consumable packages 102 that were prepared by compressing powdered tobacco mixed with a humectant and PGA to form a consumable block 104 around a pantograph 106 enclosed in a foil covering as a shell 108 inserted into filter tube 140 such that holes 120 are present on three sides as air passages, covered with standard cigarette paper as the body 150, capped at one end by a high flow proximal filter as a mouthpiece 158 and at the other end by a distal filter tip as an end cover 154. The current collector 106 is made in the form of a metal sheet twisted into a spiral. The consumable block 104 and the shell 108 have triangular cross-sections. The filter tube 140 is a spiral paper tube.

Испытание в г. Дарем, Северная Каролина, проводилось с помощью прототипа устройства, было определено, что оно нагрело токоприемник до 611 °C (градусов Цельсия) за счет калибровки электрической мощности, которая использовалась в процессе испытания. The Durham, North Carolina test was conducted using a prototype device and was determined to heat the pantograph to 611°C (degrees Celsius) by calibrating the electrical power that was used during the test.

Испытание в г. Дарем проводилось с использованием 20-портовой линейной аналитической курительной машины SM459 и выполнялось техническими специалистами, знакомыми с оборудованием и всеми связанными вспомогательными приспособлениями. Технические специалисты поместили в курительную машину три упаковки 102, содержащие расходный материал. Каждая упаковка 102, содержащая расходный материал, была подвергнута затем осуществлению «затяжек» 6 раз для получения в совокупности 18 затяжек. Полученный в результате аэрозоль затем собирали на фильтрующие прокладки. Режим «курения» представлял собой затяжку каждые 30 секунд с продолжительностью затяжки 2 секунды и объемом 55 мл, собранным с использованием профиля кривой нормального распределения. Анализ собранного аэрозоля определил, что в аэрозоле каждого расходуемого стика присутствовало 0,570 мг окиси углерода (CO), что значительно ниже уровней, при которых можно было бы предположить, что произошло горение, несмотря на то, что обычно предполагается, что горение будет происходить при температурах выше 350 °C. The Durham test was conducted using an SM459 20-port linear analytical smoking machine and was performed by technicians familiar with the equipment and all associated accessories. Technicians placed three packages 102 containing consumables into the smoking machine. Each package 102 containing the consumable was then puffed 6 times for a total of 18 puffs. The resulting aerosol was then collected onto filter pads. The “smoking” regimen was a puff every 30 seconds with a puff duration of 2 seconds and a volume of 55 ml collected using a bell curve profile. Analysis of the collected aerosol determined that 0.570 mg of carbon monoxide (CO) was present in the aerosol of each disposable stick, which is well below levels at which combustion would be expected to have occurred, despite the temperatures typically expected to occur at above 350°C.

Второй набор испытаний был проведен в г. Ричмонд, штат Вирджиния. Испытания в г. Ричмонд проводились с помощью подобным образом выполненной упаковки 102, содержащей расходные материалы, и прототипа устройства, которое было откалибровано для нагрева токоприемника 106 при трех разных настройках: 275 °С, 350 °С и 425 °С. Данные в отношении CO были сгенерированы компанией Enthalpy Analytical (EA) (г. Ричмонд, штат Вирджиния, США), LLC в соответствии с методом EA AM-007. Упаковки 102, содержащие расходные материалы, были выкурены с использованием аналитической курительной машины в соответствии с установленной канадской процедурой интенсивного курения. Паровую фазу дыма (то есть аэрозоль) собирали в мешки для отбора проб газа, прикрепленные к курительной машине, настроенной на требуемые параметры затяжек. Способ недисперсионного инфракрасного поглощения (NDIR) используется для измерения концентрации CO в паровой фазе в объемных процентах (процентах по объему). Используя количество упаковок 102, содержащих расходные материалы, количество затяжек, объем затяжки и условия окружающей среды, процентное содержание СО преобразовывали в миллиграммы на упаковку, содержащую расходный материал (мг/сигарету).The second set of tests was conducted in Richmond, Virginia. The Richmond tests were conducted using a similarly designed package 102 containing consumables and a prototype device that was calibrated to heat pantograph 106 at three different settings: 275°C, 350°C, and 425°C. CO data were generated by Enthalpy Analytical (EA) (Richmond, VA, USA), LLC according to EA Method AM-007. Packages 102 containing consumables were smoked using an analytical smoking machine in accordance with the established Canadian intensive smoking procedure. The vapor phase of the smoke (i.e., aerosol) was collected in gas sampling bags attached to a smoking machine set to the required puff parameters. The non-dispersive infrared absorption (NDIR) method is used to measure the concentration of CO in the vapor phase in percent volume (volume percent). Using the number of packages 102 containing consumables, the number of puffs, puff volume, and environmental conditions, the percentage of CO was converted to milligrams per package containing consumables (mg/cigarette).

При калиброванных настройках температуры было определено, что в аэрозоле, получаемом при каждом из параметров, не было обнаружено СО, несмотря на то, что обычно предполагается, что горение будет происходить при температурах выше 350 °С. At calibrated temperature settings, it was determined that no CO was detected in the aerosol produced at each setting, even though combustion is typically expected to occur at temperatures above 350°C.

Проведенные испытания являются испытаниями, соответствующими промышленным стандартам. В подобных испытаниях, соответствующих промышленным стандартам, коммерчески доступные продукты нагрева без горения сообщают о CO при 0,436 мг/сигарету. Стандартная горючая сигарета сообщает о CO при 30,2 мг/сигарету.The tests performed are tests in accordance with industry standards. In similar industry standard testing, commercially available non-combustion heating products report CO at 0.436 mg/cigarette. A standard combustible cigarette reports CO at 30.2 mg/cigarette.

Приведенное выше описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения было представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не предназначено быть исчерпывающим или ограничивать настоящее изобретение точной раскрытой формой. Ввиду вышеизложенной идеи возможны многие модификации и вариации. Предполагается, что объем настоящего изобретения ограничивается не этим подробным описанием, а формулой изобретения и эквивалентами прилагаемой формулы изобретения.The above description of a preferred embodiment of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the present invention to the precise form disclosed. In view of the above idea, many modifications and variations are possible. The scope of the present invention is not intended to be limited by this detailed description, but rather by the claims and equivalents of the appended claims.

Claims (8)

1. Способ изготовления упаковки, содержащей расходный материал, для использования в устройстве для получения аэрозоля, причем способ включает:1. A method of making a package containing a consumable material for use in an aerosol producing device, the method comprising: a) объединение токоприемника с расходным материалом с формированием блока, содержащего расходный материал;a) combining the pantograph with the consumable material to form a block containing the consumable material; b) нанесение покрытия на блок, содержащий расходный материал;b) coating the block containing the consumable material; с) нагрев покрытия для затвердевания оболочки вокруг блока, содержащего расходный материал, при этом оболочка является пористой, в результате чего получают упаковку, содержащую расходный материал.c) heating the coating to harden the shell around the block containing the consumable, the shell being porous, resulting in a package containing the consumable. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что покрытие содержит крахмал.2. The method according to claim 1, characterized in that the coating contains starch. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно включает экструзию расходного материала с токоприемником с формированием блока, содержащего расходный материал.3. The method according to claim 2, characterized in that it additionally includes extruding a consumable material with a current collector to form a block containing the consumable material. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что дополнительно включает прокатку экструдированного токоприемника и расходного материала с формированием цилиндра со спиралеобразным узором, если смотреть вдоль поперечного сечения.4. The method according to claim 3, characterized in that it further includes rolling the extruded pantograph and consumable material to form a cylinder with a spiral pattern when viewed along the cross section. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает введение расходного материала в среду с формированием блока, содержащего расходный материал.5. The method according to claim 1, characterized in that it additionally includes introducing a consumable into the medium to form a block containing the consumable.
RU2022127655A 2020-03-26 2020-07-02 Method of making package containing consumable material for use in aerosol production device RU2815805C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/000,456 2020-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2815805C1 true RU2815805C1 (en) 2024-03-21

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017178394A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-19 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating article
WO2017216671A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 Philip Morris Products S.A. Coated plug wrap to enhance filter hardness
US20190200677A1 (en) * 2018-01-03 2019-07-04 Chong Corporation Heat-not-Burn Device and Method
US20190281892A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-19 Rai Strategic Holdings, Inc. Induction heated susceptor and aerosol delivery device
RU2702425C2 (en) * 2015-07-06 2019-10-08 Филип Моррис Продактс С.А. Method of making aerosol-generating substrate capable of inductive heating

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702425C2 (en) * 2015-07-06 2019-10-08 Филип Моррис Продактс С.А. Method of making aerosol-generating substrate capable of inductive heating
WO2017178394A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-19 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating article
WO2017216671A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 Philip Morris Products S.A. Coated plug wrap to enhance filter hardness
US20190200677A1 (en) * 2018-01-03 2019-07-04 Chong Corporation Heat-not-Burn Device and Method
US20190281892A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-19 Rai Strategic Holdings, Inc. Induction heated susceptor and aerosol delivery device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7373867B2 (en) Non-combustion heating device and method
US20230337733A1 (en) Heat-not-burn device and method
US11272741B2 (en) Heat-not-burn device and method
CN110475488A (en) Apparatus for aerosol creation and the bracket that the apparatus for aerosol creation can be accommodated
JP7162536B2 (en) Electrically-operated aerosol-generating system with tubular aerosol-generating article having improved airflow
KR20150091166A (en) Apparatus and method for winding a substantially continuous heating element about a substantially continuous wick
KR20210044915A (en) Smoking articles and use thereof for yielding inhalation materials
US20220202091A1 (en) Heat-not-Burn Device and Method
RU2815805C1 (en) Method of making package containing consumable material for use in aerosol production device
JP2024520846A (en) Heating body and aerosol generating device and system including the same
CA3142673A1 (en) Vaporizing system and disposable capsules for use therewith
EP4197373A1 (en) Smoking substitute system
KR20230110471A (en) Device for generating aerosol
WO2024035393A1 (en) Aerosol device and method for moving consumable
CN118102934A (en) Aerosol generating device and method of operating the same