RU2818655C2

RU2818655C2 - Arrangement for induction heating with annular channel

Info

Publication number: RU2818655C2
Application number: RU2022102597A
Authority: RU
Inventors: Рюи Нуно Батиста; Рикардо КАЛИ; Жером Кристиан КУРБА; Олег МИРОНОВ; Энрико СТУРА
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2024-05-03

Abstract

FIELD: smoking accessories.

SUBSTANCE: invention relates to an arrangement for induction heating containing an annular channel. Present invention also relates to an aerosol generating device comprising an induction heating assembly. To increase the efficiency of the induction heater, assembly (10) for induction heating comprises first induction coil (12) configured to generate a first variable magnetic field when the variable electric current flows through first induction coil (12). Assembly (10) for induction heating also comprises second induction coil (14) configured to generate a second variable magnetic field when the variable electric current flows through second induction coil (14). Arrangement (10) for induction heating also comprises flux concentrator (20) located around first induction coil (12) for distortion of first variable magnetic field generated by first induction coil (12). Flow concentrator (20) has a tubular shape and contains main part (24) located around first induction coil (12). Main part (24) has an inner diameter, a first end and a second end. Flow concentrator (20) also comprises first end part (26) at first end of main part (24). First end part (26) has an inner diameter, wherein inner diameter of first end part (26) is less than inner diameter of main part (24). Flow concentrator (20) also comprises second end part (28) at second end of main part (24). Second end part (28) has inner diameter, wherein inner diameter of second end part (28) is less than inner diameter of main part (24). Inner surface (30) of flow concentrator (20) forms annular channel (32) between first end part (26) and second end part (28). First induction coil (12) is located inside annular channel (32) between first end part (26) and second end part (28).

EFFECT: higher efficiency of induction heater.

13 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к компоновке для индукционного нагрева, содержащей кольцевой канал. Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему компоновку для индукционного нагрева.The present invention relates to an induction heating assembly comprising an annular channel. The present invention also relates to an aerosol generating device comprising an induction heating arrangement.

В уровне техники предложен ряд электрических систем, генерирующих аэрозоль, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее электрический нагреватель, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, такого как табачный штранг. Одной из целей таких систем, генерирующих аэрозоль, является снижение количества известных вредных компонентов дыма, образуемых в результате горения и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. Обычно генерирующий аэрозоль субстрат обеспечен как часть генерирующего аэрозоль изделия, которое вставляется в полость в генерирующем аэрозоль устройстве. В некоторых известных системах для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, при которой он способен выделять летучие компоненты, которые могут образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент, такой как нагревательная пластина, вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль. В других генерирующих аэрозоль системах вместо резистивного нагревательного элемента используется индукционный нагреватель. Индукционный нагреватель обычно содержит индукционную катушку, образующую часть генерирующего аэрозоль устройства, и токоприемник, расположенный таким образом, что он находится в тепловой близости к образующему аэрозоль субстрату. Индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле для генерирования вихревых токов и потерь на гистерезис в токоприемнике, вызывая нагревание токоприемника, тем самым нагревая субстрат, образующий аэрозоль.The prior art has proposed a number of electrical aerosol generating systems in which an aerosol generating device having an electrical heater is used to heat an aerosol generating substrate such as a tobacco rod. One of the goals of such aerosol-generating systems is to reduce the amount of known harmful smoke components produced by combustion and pyrolytic degradation of tobacco in conventional cigarettes. Typically, an aerosol-generating substrate is provided as part of an aerosol-generating article that is inserted into a cavity in the aerosol-generating device. In some known systems for heating an aerosol-forming substrate to a temperature at which it is capable of releasing volatile components that can form an aerosol, a resistive heating element, such as a heating plate, is inserted into or located around the aerosol-forming substrate when the product placed in a device that generates an aerosol. Other aerosol generating systems use an induction heater instead of a resistive heating element. The induction heater typically includes an induction coil forming part of the aerosol-generating device, and a current collector positioned such that it is in thermal proximity to the aerosol-generating substrate. The induction coil generates a varying magnetic field to generate eddy currents and hysteresis losses in the susceptor, causing the susceptor to heat, thereby heating the aerosol-forming substrate.

Индукционный нагрев обеспечивает возможность генерирования аэрозоля без воздействия индукционной катушки на изделие, генерирующее аэрозоль. Это может увеличить легкость, с которой может быть очищено устройство. Однако при индукционном нагреве индукционная катушка может также вызывать вихревые токи и потери на гистерезис в смежных частях устройства, генерирующего аэрозоль. Это может снизить эффективность индукционного нагревателя и, следовательно, снизить эффективность устройства, генерирующего аэрозоль. Это также может привести к нежелательному нагреву смежных частей устройства, генерирующего аэрозоль. Это может представлять особую проблему в устройствах, генерирующих аэрозоль, содержащих более одной индукционной катушки, в которых каждая индукционная катушка расположена для нагрева различных частей токоприемника или различных токоприемников. Например, изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой индукционной катушкой, может индуцировать электрический ток во второй индукционной катушке, которая, в свою очередь, может нагревать токоприемник, предназначенный для нагрева только второй индукционной катушкой.Induction heating provides the ability to generate an aerosol without exposing the induction coil to the aerosol-generating article. This may increase the ease with which the device can be cleaned. However, during induction heating, the induction coil can also cause eddy currents and hysteresis losses in adjacent parts of the aerosol generating device. This may reduce the efficiency of the induction heater and therefore reduce the efficiency of the aerosol generating device. This may also result in unwanted heating of adjacent parts of the aerosol generating device. This may be a particular problem in aerosol generating devices containing more than one induction coil, in which each induction coil is positioned to heat different parts of the pantograph or different pantographs. For example, a changing magnetic field generated by the first induction coil may induce an electric current in the second induction coil, which in turn may heat a current collector designed to be heated only by the second induction coil.

Было бы желательно создать такую компоновку для индукционного нагрева, в которой были бы нивелированы или устранены указанные проблемы, присущие известным системам.It would be desirable to create an arrangement for induction heating that would mitigate or eliminate these problems inherent in known systems.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева. Индукционное нагревательное устройство может содержать индукционную катушку. Индукционная катушка может быть скомпонована с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть расположен вокруг индукционной катушки. Концентратор потока может искажать изменяющееся магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой. Концентратор потока может иметь трубчатую форму. Концентратор потока может содержать основную часть, расположенную вокруг индукционной катушки. Основная часть может иметь внутренний диаметр. Основная часть может иметь первый конец. Основная часть может иметь второй конец. Концентратор потока может содержать первую концевую часть. Первая концевая часть может находиться на первом конце основной части. Первая концевая часть может иметь внутренний диаметр. Внутренний диаметр первой концевой части может быть меньше внутреннего диаметра основной части. Концентратор потока может содержать вторую концевую часть. Вторая концевая часть может находиться на втором конце основной части. Вторая концевая часть может иметь внутренний диаметр. Внутренний диаметр второй концевой части может быть меньше внутреннего диаметра основной части. Внутренняя поверхность концентратора потока может образовывать кольцевой канал между первой концевой частью и второй концевой частью. Индукционная катушка может быть расположена внутри кольцевого канала между первой концевой частью и второй концевой частью.In accordance with the present invention, an induction heating arrangement is provided. The induction heating device may include an induction coil. The induction coil may be configured to generate a varying magnetic field when a varying electrical current flows through the induction coil. The induction heating arrangement may include a flux concentrator. The flux concentrator may be located around the induction coil. The flux concentrator can distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flow concentrator may have a tubular shape. The flux concentrator may include a main portion located around the induction coil. The main part may have an internal diameter. The main part may have a first end. The main part may have a second end. The flow concentrator may include a first end portion. The first end portion may be located at the first end of the main portion. The first end portion may have an inner diameter. The inner diameter of the first end portion may be smaller than the inner diameter of the main portion. The flow concentrator may include a second end portion. The second end portion may be located at a second end of the main portion. The second end portion may have an inner diameter. The inner diameter of the second end portion may be smaller than the inner diameter of the main portion. The inner surface of the flow concentrator may define an annular channel between the first end portion and the second end portion. The induction coil may be located within the annular channel between the first end portion and the second end portion.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева. Компоновка для индукционного нагрева содержит индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля при протекании изменяющегося электрического тока через индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева также содержит концентратор потока, расположенный вокруг индукционной катушки для искажения изменяющегося магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой. Концентратор потока имеет трубчатую форму и содержит основную часть, расположенную вокруг индукционной катушки. Основная часть имеет внутренний диаметр, первый конец и второй конец. Концентратор потока также содержит первую концевую часть на первом конце основной части. Первая концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр первой концевой части меньше внутреннего диаметра основной части. Концентратор потока также содержит вторую концевую часть на втором конце основной части. Вторая концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр второй концевой части меньше внутреннего диаметра основной части. Внутренняя поверхность концентратора потока образует кольцевой канал между первой концевой частью и второй концевой частью. Индукционная катушка расположена внутри кольцевого канала между первой концевой частью и второй концевой частью.In accordance with the present invention, an induction heating arrangement is provided. The induction heating arrangement includes an induction coil configured to generate a varying magnetic field when a varying electrical current flows through the induction coil. The induction heating arrangement also includes a flux concentrator positioned around the induction coil to distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flux concentrator has a tubular shape and contains a main part located around the induction coil. The main part has an inner diameter, a first end and a second end. The flow concentrator also includes a first end portion at a first end of the main portion. The first end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the first end portion is smaller than the internal diameter of the main portion. The flow concentrator also includes a second end portion at a second end of the main portion. The second end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the second end portion is smaller than the internal diameter of the main portion. The inner surface of the flow concentrator defines an annular channel between the first end portion and the second end portion. The induction coil is located within the annular channel between the first end portion and the second end portion.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева. Индукционное нагревательное устройство может содержать индукционную катушку. Индукционная катушка может быть скомпонована с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть расположен вокруг индукционной катушки. Концентратор потока может искажать изменяющееся магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой. Концентратор потока может иметь трубчатую форму. Концентратор потока может содержать кольцевой канал, образованный внутренней поверхностью концентратора потока. Индукционная катушка может быть расположена внутри кольцевого канала.In accordance with the present invention, an induction heating arrangement is provided. The induction heating device may include an induction coil. The induction coil may be configured to generate a varying magnetic field when a varying electrical current flows through the induction coil. The induction heating arrangement may include a flux concentrator. The flux concentrator may be located around the induction coil. The flux concentrator can distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flow concentrator may have a tubular shape. The flow concentrator may include an annular channel formed by the inner surface of the flow concentrator. The induction coil may be located inside the annular channel.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева, содержащая индукционную катушку и концентратор потока. Индукционная катушка скомпонована с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку. Концентратор потока расположен вокруг индукционной катушки для искажения изменяющегося магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой. Концентратор потока имеет кольцевой канал, образованный внутренней поверхностью концентратора потока. Индукционная катушка расположена внутри кольцевого канала.The present invention provides an induction heating assembly comprising an induction coil and a flux concentrator. The induction coil is configured to generate a varying magnetic field when a varying electric current flows through the induction coil. A flux concentrator is located around the induction coil to distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flow concentrator has an annular channel formed by the inner surface of the flow concentrator. The induction coil is located inside the annular channel.

Концентратор потока может содержать основную часть, расположенную вокруг индукционной катушки, так что основная часть имеет внутренний диаметр, первый конец и второй конец. Концентратор потока также может содержать первую концевую часть на первом конце основной части. Первая концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр первой концевой части меньше внутреннего диаметра основной части. Концентратор потока может также содержать вторую концевую часть на втором конце основной части. Вторая концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр второй концевой части меньше внутреннего диаметра основной части. Кольцевой канал может быть образован между первой концевой частью и второй концевой частью. The flux concentrator may include a main body disposed around an induction coil such that the body has an inner diameter, a first end and a second end. The flow concentrator may also include a first end portion at a first end of the main portion. The first end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the first end portion is smaller than the internal diameter of the main portion. The flow hub may also include a second end portion at a second end of the main portion. The second end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the second end portion is smaller than the internal diameter of the main portion. An annular channel may be formed between the first end portion and the second end portion.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева. Индукционное нагревательное устройство может содержать индукционную катушку. Индукционная катушка может быть скомпонована с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева может содержать концентратор потока, расположенный вокруг индукционной катушки. Концентратор потока может быть расположен таким образом, чтобы искажать изменяющееся магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой. Концентратор потока может иметь трубчатую форму. Концентратор потока и индукционная катушка могут быть расположены концентрически вокруг продольной оси. Форма поперечного сечения концентратора потока в продольном направлении вдоль продольной оси может содержать U-образную часть. Индукционная катушка может быть расположена внутри U-образной части.In accordance with the present invention, an induction heating arrangement is provided. The induction heating device may include an induction coil. The induction coil may be configured to generate a varying magnetic field when a varying electrical current flows through the induction coil. The induction heating arrangement may include a flux concentrator located around the induction coil. The flux concentrator can be positioned to distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flow concentrator may have a tubular shape. The flux concentrator and induction coil can be arranged concentrically around the longitudinal axis. The cross-sectional shape of the flow concentrator in the longitudinal direction along the longitudinal axis may comprise a U-shaped portion. The induction coil may be located inside the U-shaped part.

В соответствии с настоящим изобретением предложена компоновка для индукционного нагрева, содержащая индукционную катушку и концентратор потока. Индукционная катушка скомпонована с возможностью генерирования изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через индукционную катушку. Концентратор потока расположен вокруг индукционной катушки для искажения изменяющегося магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой. Концентратор потока имеет трубчатую форму. Концентратор потока и индукционная катушка расположены концентрически вокруг продольной оси. Форма поперечного сечения концентратора потока в продольном направлении вдоль продольной оси содержит U-образную часть. Индукционная катушка расположена внутри U-образной части.The present invention provides an induction heating assembly comprising an induction coil and a flux concentrator. The induction coil is configured to generate a varying magnetic field when a varying electric current flows through the induction coil. A flux concentrator is located around the induction coil to distort the changing magnetic field generated by the induction coil. The flow concentrator has a tubular shape. The flux concentrator and induction coil are located concentrically around the longitudinal axis. The cross-sectional shape of the flow concentrator in the longitudinal direction along the longitudinal axis contains a U-shaped part. The induction coil is located inside the U-shaped part.

Индукционная катушка может быть первой индукционной катушкой, скомпонованной с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева может содержать вторую индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля при протекании изменяющегося электрического тока через вторую индукционную катушку. The induction coil may be a first induction coil arranged to generate a first varying magnetic field when a varying electric current flows through the first induction coil. The induction heating arrangement may include a second induction coil configured to generate a second varying magnetic field when a varying electrical current flows through the second induction coil.

Форма поперечного сечения концентратора потока в продольном направлении может содержать первую U-образную часть, в которой расположена первая индукционная катушка, и вторую U-образную часть, в которой расположена вторая индукционная катушка.The cross-sectional shape of the flux concentrator in the longitudinal direction may include a first U-shaped portion in which the first induction coil is disposed and a second U-shaped portion in which the second induction coil is disposed.

Концентратор потока может представлять собой первый концентратор потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки. Компоновка для индукционного нагрева может содержать второй концентратор потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки для искажения второго изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой. Второй концентратор потока может иметь трубчатую форму, при этом второй концентратор потока и вторая индукционная катушка расположены концентрически вокруг продольной оси. Форма поперечного сечения второго концентратора потока в продольном направлении может содержать U-образную часть, в которой расположена вторая индукционная катушка.The flux concentrator may be a first flux concentrator located around the first induction coil. The induction heating arrangement may include a second flux concentrator positioned around the second induction coil to distort the second varying magnetic field generated by the second induction coil. The second flux concentrator may be tubular in shape, with the second flux concentrator and the second induction coil arranged concentrically about the longitudinal axis. The cross-sectional shape of the second flux concentrator in the longitudinal direction may comprise a U-shaped portion in which a second induction coil is located.

В настоящем документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно представляет собой изделие, генерирующее аэрозоль.As used herein, the term “aerosol-forming substrate” means a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds may be released by heating the substrate to form an aerosol. The aerosol-generating substrate is typically an aerosol-generating article.

В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, в данном документе может называться табачным стиком.As used herein, the term “aerosol-generating article” means an article containing an aerosol-forming substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. For example, an aerosol generating product may be one that generates an aerosol that is directly inhaled by a user inhaling or puffing from a mouthpiece at the proximal or user end of the system. The aerosol-generating product may be disposable. An article containing a substrate forming an aerosol containing tobacco may be referred to herein as a tobacco stick.

В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, с генерированием аэрозоля.As used herein, the term “aerosol generating device” refers to a device that interacts with an aerosol-forming substrate to generate an aerosol.

В данном документе термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования аэрозоля.As used herein, the term “aerosol generating system” refers to the combination of an aerosol generating device and an aerosol generating article. In an aerosol generating system, an aerosol generating article and an aerosol generating device cooperate to generate an aerosol.

Используемый в данном документе термин «длина» относится к наибольшему размеру в продольном направлении компоновки для индукционного нагрева, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента компоновки для индукционного нагрева, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.As used herein, the term “length” refers to the longest dimension in the longitudinal direction of an induction heating assembly, an aerosol generating device, or an aerosol generating article, or a component of an induction heating assembly, an aerosol generating device, or an aerosol generating article.

Используемый в данном документе термин «продольное поперечное сечение» используется для описания поперечного сечения компоновки для индукционного нагрева, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, или компонента компоновки для индукционного нагрева, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, в продольном направлении.As used herein, the term “longitudinal cross-section” is used to describe the cross-section of an induction heating assembly, an aerosol generating device, or an aerosol generating article, or a component of an induction heating assembly, an aerosol generating device, or an aerosol generating article, in longitudinal direction.

Компоновки для индукционного нагрева в соответствии с настоящим изобретением содержат концентратор потока. Преимущественно концентратор потока искажает изменяющееся магнитное поле, генерируемое индукционной катушкой. Преимущественно искажение изменяющегося магнитного поля может концентрировать или фокусировать изменяющееся магнитное поле. Например, концентратор потока может концентрировать или фокусировать изменяющееся магнитное поле в направлении токоприемника. Преимущественно это может повышать уровень тепла, генерируемого в токоприемнике для данного электрического тока внутри индукционной катушки.Induction heating assemblies in accordance with the present invention include a flux concentrator. Advantageously, the flux concentrator distorts the changing magnetic field generated by the induction coil. Advantageously, distortion of the changing magnetic field can concentrate or focus the changing magnetic field. For example, a flux concentrator may concentrate or focus a changing magnetic field in the direction of a susceptor. Advantageously, this can increase the level of heat generated in the current collector for a given electrical current within the induction coil.

Концентратор потока образует кольцевой канал или U-образную часть, в которой размещена индукционная катушка.The flux concentrator forms an annular channel or U-shaped part in which the induction coil is located.

Преимущественно кольцевой канал или U-образная часть могут уменьшать или минимизировать степень распространения изменяющегося магнитного поля за пределы индукционной катушки. Другими словами, кольцевой канал или U-образная часть могут функционировать в качестве магнитного экрана. Преимущественно это может снизить нежелательную индукцию электрического тока в смежных токопроводящих компонентах.Advantageously, the annular channel or U-shaped portion can reduce or minimize the extent to which the changing magnetic field propagates beyond the induction coil. In other words, the annular channel or U-shaped portion can function as a magnetic shield. Advantageously, this can reduce unwanted electrical current induction into adjacent conductive components.

Преимущественно кольцевой канал или U-образная часть могут способствовать удержанию индукционной катушки внутри концентратора потока. Например, индукционная катушка может удерживаться в кольцевом канале или U-образной части посредством посадки с натягом.Advantageously, the annular channel or U-shaped portion may help to retain the induction coil within the flux concentrator. For example, the induction coil may be held in the annular channel or U-shaped portion by an interference fit.

Индукционная катушка может быть первой индукционной катушкой, скомпонованной с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля, когда изменяющийся электрический ток протекает через первую индукционную катушку. Компоновка для индукционного нагрева может содержать вторую индукционную катушку, выполненную с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля при протекании изменяющегося электрического тока через вторую индукционную катушку.The induction coil may be a first induction coil arranged to generate a first varying magnetic field when a varying electric current flows through the first induction coil. The induction heating arrangement may include a second induction coil configured to generate a second varying magnetic field when a varying electrical current flows through the second induction coil.

Преимущественно первая и вторая индукционные катушки могут способствовать раздельному нагреву первого и второго токоприемников. Преимущественно первая и вторая индукционные катушки могут способствовать раздельному нагреву первой и второй частей одного токоприемника. Преимущественно первая и вторая индукционные катушки могут способствовать раздельному нагреву первого и второго субстратов, образующих аэрозоль. Преимущественно первая и вторая индукционные катушки могут способствовать раздельному нагреву первой и второй частей одного субстрата, образующего аэрозоль.Advantageously, the first and second induction coils may cause the first and second pantographs to be heated separately. Advantageously, the first and second induction coils can contribute to separate heating of the first and second parts of one pantograph. Advantageously, the first and second induction coils may assist in separately heating the first and second aerosol-forming substrates. Advantageously, the first and second induction coils may assist in separately heating the first and second portions of a single aerosol-forming substrate.

Концентратор потока может представлять собой первый концентратор потока, где основная часть представляет собой первую основную часть, расположенную вокруг первой индукционной катушки, и кольцевой канал представляет собой первый кольцевой канал. Компоновка для индукционного нагрева может содержать второй концентратор потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки для искажения второго изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой, при этом второй концентратор потока имеет трубчатую форму. Второй концентратор потока может содержать вторую основную часть, расположенную вокруг второй индукционной катушки, так что вторая основная часть имеет внутренний диаметр, первый конец и второй конец. Второй концентратор потока может содержать третью концевую часть на первом конце второй основной части, так что третья концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр третьей концевой части меньше внутреннего диаметра второй основной части. Второй концентратор потока также может содержать четвертую концевую часть на втором конце второй основной части, так что четвертая концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр четвертой концевой части меньше внутреннего диаметра второй основной части. Внутренняя поверхность второго концентратора потока может образовывать второй кольцевой канал между третьей концевой частью и четвертой концевой частью, при этом вторая индукционная катушка расположена внутри второго кольцевого канала между третьей концевой частью и четвертой концевой частью.The flux concentrator may be a first flux concentrator, wherein the main body is a first main body disposed around the first induction coil and the annular channel is a first annular channel. The induction heating arrangement may include a second flux concentrator positioned around the second induction coil to distort a second varying magnetic field generated by the second induction coil, wherein the second flux concentrator is tubular in shape. The second flux concentrator may include a second body portion disposed around the second induction coil such that the second body portion has an inner diameter, a first end, and a second end. The second flow concentrator may include a third end portion at a first end of the second body portion such that the third end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the third end portion is smaller than the internal diameter of the second main portion. The second flow concentrator may also include a fourth end portion at a second end of the second body portion such that the fourth end portion has an inner diameter, wherein the inner diameter of the fourth end portion is less than the inner diameter of the second body portion. The inner surface of the second flux concentrator may define a second annular channel between the third end portion and the fourth end portion, wherein the second induction coil is located within the second annular channel between the third end portion and the fourth end portion.

Преимущественно первая и вторая концевые части первого концентратора потока могут способствовать магнитному экранированию второй индукционной катушки от изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой. Преимущественно это может уменьшить или минимизировать индукцию электрического тока во второй индукционной катушке изменяющимся магнитным полем, генерируемым первой индукционной катушкой.Advantageously, the first and second end portions of the first flux concentrator may assist in magnetically shielding the second induction coil from a changing magnetic field generated by the first induction coil. Advantageously, this can reduce or minimize the induction of electric current in the second induction coil by the changing magnetic field generated by the first induction coil.

Преимущественно третья и четвертая концевые части второго концентратора потока могут способствовать магнитному экранированию первой индукционной катушки от изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой. Преимущественно это может уменьшить или минимизировать индукцию электрического тока в первой индукционной катушке изменяющимся магнитным полем, генерируемым второй индукционной катушкой.Advantageously, the third and fourth end portions of the second flux concentrator may assist in magnetically shielding the first induction coil from a changing magnetic field generated by the second induction coil. Advantageously, this can reduce or minimize the induction of electric current in the first induction coil by the changing magnetic field generated by the second induction coil.

Концентратор потока может быть расположен вокруг первой индукционной катушки и второй индукционной катушки для искажения первого и второго изменяющихся магнитных полей, генерируемых первой и второй индукционными катушками. Основная часть концентратора потока может представлять собой первую основную часть, расположенную вокруг первой индукционной катушки, и кольцевой канал может представлять собой первый кольцевой канал. Концентратор потока может содержать вторую основную часть, расположенную вокруг второй индукционной катушки, так что вторая основная часть имеет внутренний диаметр, первый конец и второй конец. Концентратор потока может содержать третью концевую часть на первом конце второй основной части, так что третья концевая часть имеет внутренний диаметр, при этом внутренний диаметр третьей концевой части меньше внутреннего диаметра второй основной части. Вторая концевая часть может находиться на втором конце второй основной части таким образом, что вторая концевая часть расположена между первой основной частью и второй основной частью. Внутренний диаметр второй концевой части меньше внутреннего диаметра второй основной части. Внутренняя поверхность концентратора потока может образовывать второй кольцевой канал между второй концевой частью и третьей концевой частью. Вторая индукционная катушка может быть расположена внутри второго кольцевого канала между второй концевой частью и третьей концевой частью.A flux concentrator may be positioned around the first induction coil and the second induction coil to distort the first and second varying magnetic fields generated by the first and second induction coils. The flux concentrator body may be a first body located around the first induction coil, and the annular channel may be a first annular channel. The flux concentrator may include a second body portion disposed around a second induction coil such that the second body portion has an inner diameter, a first end, and a second end. The flow concentrator may include a third end portion at a first end of the second body portion such that the third end portion has an internal diameter, wherein the internal diameter of the third end portion is smaller than the internal diameter of the second main portion. The second end portion may be located at a second end of the second body portion such that the second end portion is located between the first body portion and the second body portion. The inner diameter of the second end portion is smaller than the inner diameter of the second main portion. The inner surface of the flow concentrator may define a second annular channel between the second end portion and the third end portion. The second induction coil may be located within the second annular channel between the second end portion and the third end portion.

Преимущественно первая и вторая концевые части концентратора потока могут способствовать магнитному экранированию второй индукционной катушки от изменяющегося магнитного поля, генерируемого первой индукционной катушкой. Преимущественно это может уменьшить или минимизировать индукцию электрического тока во второй индукционной катушке изменяющимся магнитным полем, генерируемым первой индукционной катушкой.Advantageously, the first and second end portions of the flux concentrator may assist in magnetically shielding the second induction coil from a changing magnetic field generated by the first induction coil. Advantageously, this can reduce or minimize the induction of electric current in the second induction coil by the changing magnetic field generated by the first induction coil.

Преимущественно вторая и третья концевые части концентратора потока могут способствовать экранированию магнитного поля первой индукционной катушки от изменяющегося магнитного поля, генерируемого второй индукционной катушкой. Преимущественно это может уменьшить или минимизировать индукцию электрического тока в первой индукционной катушке изменяющимся магнитным полем, генерируемым второй индукционной катушкой.Advantageously, the second and third end portions of the flux concentrator may help shield the magnetic field of the first induction coil from a changing magnetic field generated by the second induction coil. Advantageously, this can reduce or minimize the induction of electric current in the first induction coil by the changing magnetic field generated by the second induction coil.

Индукционная катушка и кольцевой канал могут быть расположены концентрически вокруг продольной оси. Форма поперечного сечения кольцевого канала в продольном направлении вдоль продольной оси может быть U-образной. U-образная форма поперечного сечения может представлять собой прямоугольную U-образную форму поперечного сечения. Прямоугольная U-образная форма поперечного сечения может содержать центральный сегмент, образующий основную часть концентратора потока. Прямоугольная U-образная форма поперечного сечения может содержать первый концевой сегмент, проходящий по существу перпендикулярно основной части и образующий первую концевую часть концентратора потока. Прямоугольная U-образная форма поперечного сечения может содержать второй концевой сегмент, проходящий по существу перпендикулярно основной части и образующий вторую концевую часть концентратора потока.The induction coil and the annular channel can be arranged concentrically around the longitudinal axis. The cross-sectional shape of the annular channel in the longitudinal direction along the longitudinal axis can be U-shaped. The U-shaped cross-sectional shape may be a rectangular U-shaped cross-sectional shape. The rectangular U-shaped cross-section may include a central segment forming the main portion of the flow concentrator. The rectangular U-shaped cross-section may include a first end segment extending substantially perpendicular to the main portion and defining a first end portion of the flow concentrator. The rectangular U-shaped cross-section may include a second end segment extending substantially perpendicular to the main portion and defining a second end portion of the flow concentrator.

В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит второй кольцевой канал и вторую индукционную катушку, вторая индукционная катушка и второй кольцевой канал могут быть расположены концентрически вокруг продольной оси. Форма поперечного сечения второго кольцевого канала в продольном направлении может быть U-образной. U-образная форма поперечного сечения может представлять собой прямоугольную U-образную форму поперечного сечения.In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a second annular duct and a second induction coil, the second induction coil and the second annular duct may be arranged concentrically about a longitudinal axis. The cross-sectional shape of the second annular channel in the longitudinal direction may be U-shaped. The U-shaped cross-sectional shape may be a rectangular U-shaped cross-sectional shape.

Индукционная катушка и кольцевой канал, образованные концентратором потока, могут быть расположены концентрически вокруг продольной оси. Концентратор потока может быть образован из отдельной первой части, имеющей полукруглую форму, и отдельной второй части, имеющей полукруглую форму, где первая часть и вторая часть совместно образуют трубчатую форму концентратора потока.The induction coil and the annular channel formed by the flux concentrator can be arranged concentrically around the longitudinal axis. The flow concentrator may be formed from a separate first part having a semi-circular shape and a separate second part having a semi-circular shape, where the first part and the second part together form a tubular flow concentrator shape.

Преимущественно образование концентратора потока из первой и второй частей, каждая из которых имеет полукруглую форму, может способствовать сборке компоновки для индукционного нагрева. Например, концентратор потока может быть собран вокруг индукционной катушки путем размещения первой и второй частей вокруг индукционной катушки.Advantageously, forming a flux concentrator from the first and second parts, each of which has a semicircular shape, can facilitate the assembly of the induction heating arrangement. For example, the flux concentrator may be assembled around an induction coil by placing first and second parts around the induction coil.

В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первый концентратор потока и второй концентратор потока, по меньшей мере один из первого концентратора потока и второго концентратора потока может быть образован из отдельной первой части, имеющей полукруглую форму, и отдельной второй части, имеющей полукруглую форму, где первая часть и вторая часть совместно образуют трубчатую форму концентратора потока. Каждый из первого концентратора потока и второго концентратора потока может быть образован из отдельной первой части, имеющей полукруглую форму, и отдельной второй части, имеющей полукруглую форму, где первая часть и вторая часть совместно образуют трубчатую форму концентратора потока.In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first flux concentrator and a second flux concentrator, at least one of the first flux concentrator and the second flux concentrator may be formed from a separate first portion having a semicircular shape and a separate second portion having semicircular shape, where the first part and the second part together form a tubular flow concentrator shape. Each of the first flow concentrator and the second flow concentrator may be formed from a separate first part having a semi-circular shape and a separate second part having a semi-circular shape, where the first part and the second part together form a tubular flow concentrator shape.

Концентратор потока может содержать множество отдельных кольцевых сегментов, расположенных последовательно для образования трубчатой формы концентратора потока. The flow concentrator may comprise a plurality of individual annular segments arranged in series to form a tubular shape of the flow concentrator.

Преимущественно образование концентратора потока из множества отдельных кольцевых сегментов может способствовать сборке компоновки для индукционного нагрева. Например, концентратор потока может быть собран вокруг индукционной катушки путем размещения последовательных отдельных кольцевых сегментов вокруг индукционной катушки.Advantageously, forming a flux concentrator from a plurality of individual annular segments can facilitate assembly of the induction heating arrangement. For example, a flux concentrator may be assembled around an induction coil by placing successive individual annular segments around the induction coil.

Компоновка для индукционного нагрева может содержать первый отдельный кольцевой сегмент, образующий первую концевую часть концентратора потока. Компоновка для индукционного нагрева может содержать второй отдельный кольцевой сегмент, образующий вторую концевую часть концентратора потока. Компоновка для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один промежуточный отдельный кольцевой сегмент, образующий основную часть концентратора потока.The induction heating arrangement may include a first discrete annular segment defining a first end portion of the flux concentrator. The induction heating arrangement may include a second discrete annular segment defining a second end portion of the flux concentrator. The induction heating arrangement may include at least one intermediate discrete annular segment defining the main portion of the flux concentrator.

В тех вариантах осуществления, в которых концентратор потока содержит первую основную часть и вторую основную часть, по меньшей мере один промежуточный отдельный кольцевой сегмент может содержать по меньшей мере один первый промежуточный отдельный кольцевой сегмент, образующий первую основную часть, и по меньшей мере один второй промежуточный отдельный кольцевой сегмент, образующий вторую основную часть. Компоновка для индукционного нагрева может содержать третий отдельный кольцевой сегмент, образующий третью концевую часть концентратора потока.In those embodiments in which the flow concentrator comprises a first main body and a second main body, the at least one intermediate individual annular segment may comprise at least one first intermediate individual annular segment defining the first main body, and at least one second intermediate annular segment. a separate annular segment forming a second main body. The induction heating arrangement may include a third separate annular segment defining a third end portion of the flux concentrator.

В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первый концентратор потока и второй концентратор потока, по меньшей мере один из первого концентратора потока и второго концентратора потока может содержать множество отдельных кольцевых сегментов, расположенных последовательно для образования трубчатой формы концентратора потока. Каждый из первого концентратора потока и второго концентратора потока может содержать множество отдельных кольцевых сегментов, расположенных последовательно для образования трубчатой формы концентратора потока.In those embodiments in which the induction heating assembly includes a first flux concentrator and a second flux concentrator, at least one of the first flux concentrator and the second flux concentrator may comprise a plurality of individual annular segments arranged in series to form a tubular flux concentrator shape. Each of the first flow concentrator and the second flow concentrator may include a plurality of individual annular segments arranged in series to form a tubular shape of the flow concentrator.

По меньшей мере один промежуточный отдельный кольцевой сегмент может представлять собой по меньшей мере один первый промежуточный отдельный кольцевой сегмент, образующий первую основную часть первого концентратора потока. Компоновка для индукционного нагрева может содержать третий отдельный кольцевой сегмент, образующий третью концевую часть второго концентратора потока. Компоновка для индукционного нагрева может содержать четвертый отдельный кольцевой сегмент, образующий четвертую концевую часть второго концентратора потока. Компоновка для индукционного нагрева может содержать по меньшей мере один второй промежуточный отдельный кольцевой сегмент, образующий вторую основную часть второго концентратора потока.The at least one intermediate discrete annular segment may be at least one first intermediate discrete annular segment defining a first main portion of the first flow concentrator. The induction heating arrangement may include a third discrete annular segment defining a third end portion of the second flux concentrator. The induction heating arrangement may include a fourth discrete annular segment defining a fourth end portion of the second flux concentrator. The induction heating arrangement may comprise at least one second intermediate discrete annular segment defining a second main portion of the second flux concentrator.

Теперь будут описаны предпочтительные и необязательные особенности концентраторов потока для компоновок для индукционного нагрева в соответствии с настоящим изобретением. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первый концентратор потока и второй концентратор потока, каждый из предпочтительных и необязательных особенностей может относиться к первому концентратору потока, второму концентратору потока или первому концентратору потока и второму концентратору потока.Preferred and optional features of flux concentrators for induction heating assemblies in accordance with the present invention will now be described. In those embodiments in which the induction heating assembly includes a first flux concentrator and a second flux concentrator, each of the preferred and optional features may refer to a first flux concentrator, a second flux concentrator, or a first flux concentrator and a second flux concentrator.

Предпочтительно концентратор потока характеризуется высокой относительной магнитной проницаемостью. Преимущественно высокая относительная магнитная проницаемость способствует концентрации или фокусировке изменяющегося магнитного поля, генерируемого индукционной катушкой.Preferably, the flux concentrator has a high relative magnetic permeability. Advantageously, high relative magnetic permeability helps concentrate or focus the changing magnetic field generated by the induction coil.

В данном документе и в уровне техники термин «относительная магнитная проницаемость» относится к отношению магнитной проницаемости материала или среды, такой как концентратор потока, к магнитной проницаемости свободного пространства, «µ₀», где µ₀ составляет 4π×10⁻⁷ Ньютонов на квадратный ампер.As used herein and in the prior art, the term "relative permeability" refers to the ratio of the magnetic permeability of a material or medium, such as a flux concentrator, to the magnetic permeability of free space, "µ ₀ ", where µ ₀ is 4 π × 10 ⁻⁷ Newtons per square ampere

Предпочтительно концентратор потока характеризуется относительной магнитной проницаемостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 5 при 25 градусах по Цельсию, например, по меньшей мере приблизительно 10, по меньшей мере приблизительно 20, по меньшей мере приблизительно 30, по меньшей мере приблизительно 40, по меньшей мере приблизительно 50, по меньшей мере приблизительно 60, по меньшей мере приблизительно 80 или по меньшей мере приблизительно 100. Эти приведенные в качестве примера значения относятся к значениям относительной магнитной проницаемости для частоты от 6 до 8 мегагерц и температуры 25 градусов по Цельсию.Preferably, the flux concentrator has a relative magnetic permeability of at least about 5 at 25 degrees Celsius, for example, at least about 10, at least about 20, at least about 30, at least about 40, at least about 50, at least about 60, at least about 80, or at least about 100. These exemplary values refer to relative permeability values for a frequency of 6 to 8 megahertz and a temperature of 25 degrees Celsius.

Концентратор потока может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно концентратор потока содержит ферромагнитный материал. Концентратор потока может содержать ферритовый материал, ферритовый порошок в связующем веществе или любой другой подходящий материал, в том числе ферритовый материал. Подходящие ферритовые материалы включают ферритное железо, ферромагнитную сталь и нержавеющую сталь.The flow concentrator may be made of any suitable material or combination of materials. Preferably, the flux concentrator comprises a ferromagnetic material. The flux concentrator may comprise ferrite material, ferrite powder in a binder, or any other suitable material, including ferrite material. Suitable ferrite materials include ferritic iron, ferromagnetic steel and stainless steel.

Теперь будут описаны предпочтительные и необязательные особенности индукционных катушек для компоновок для индукционного нагрева в соответствии с настоящим изобретением. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку, каждая из предпочтительных и необязательных особенностей может относиться к первой индукционной катушке, второй индукционной катушке или первой индукционной катушке и второй индукционной катушке. Preferred and optional features of induction coils for induction heating arrangements in accordance with the present invention will now be described. In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first induction coil and a second induction coil, each of the preferred and optional features may relate to a first induction coil, a second induction coil, or a first induction coil and a second induction coil.

Индукционная катушка генерирует изменяющееся магнитное поле, когда на индукционную катушку подается изменяющийся электрический ток. В предпочтительных вариантах осуществления изменяющийся электрический ток представляет собой переменный электрический ток. Индукционная катушка генерирует переменное магнитное поле при подаче переменного электрического тока на индукционную катушку. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления термин «изменяющийся электрический ток» представляет собой переменный электрический ток, а термин «изменяющееся магнитное поле» представляет собой переменное магнитное поле.An induction coil generates a varying magnetic field when a varying electrical current is applied to the induction coil. In preferred embodiments, the varying electrical current is an alternating electrical current. An induction coil generates an alternating magnetic field when alternating electrical current is applied to the induction coil. Thus, in preferred embodiments, the term “varying electric current” represents an alternating electric current, and the term “varying magnetic field” represents an alternating magnetic field.

Предпочтительно индукционная катушка представляет собой трубчатую индукционную катушку. Индукционная катушка может быть спирально намотана вокруг продольной оси. Индукционная катушка может быть продолговатой. В частности, предпочтительно индукционная катушка может быть удлиненной трубчатой индукционной катушкой. Индукционная катушка может иметь любое подходящее поперечное сечение. Например, индукционная катушка может иметь круглое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное, треугольное или другое многоугольное поперечное сечение.Preferably, the induction coil is a tubular induction coil. The induction coil may be helically wound around a longitudinal axis. The induction coil can be oblong. In particular, preferably the induction coil may be an elongated tubular induction coil. The induction coil may have any suitable cross-section. For example, the induction coil may have a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, or other polygonal cross-section.

Индукционная катушка может быть образована из любого подходящего материала. Индукционная катушка образована из токопроводящего материала. Предпочтительно индукционная катушка образована из металла или металлического сплава.The induction coil may be formed from any suitable material. The induction coil is formed from a conductive material. Preferably, the induction coil is formed from a metal or a metal alloy.

В некоторых вариантах осуществления вторая индукционная катушка по существу идентична первой индукционной катушке. Другими словами, первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка имеют одинаковую форму, размеры и количество витков. Преимущественно идентичные первая и вторая индукционные катушки могут упростить изготовление компоновки для индукционного нагрева.In some embodiments, the second induction coil is substantially identical to the first induction coil. In other words, the first induction coil and the second induction coil have the same shape, size and number of turns. Substantially identical first and second induction coils may simplify fabrication of the induction heating arrangement.

В некоторых вариантах осуществления вторая индукционная катушка отличается от первой индукционной катушки. Например, вторая индукционная катушка может иметь по меньшей мере одно из следующего: другую длину, другое количество витков или другое поперечное сечение, чем первая индукционная катушка. Преимущественно различные первая и вторая индукционные катушки могут генерировать различные изменяющиеся магнитные поля. Преимущественно различные изменяющиеся магнитные поля могут быть использованы для нагрева различных частей токоприемника до различных температур. Преимущественно различные изменяющиеся магнитные поля могут быть использованы для нагрева различных токоприемников до различных температур.In some embodiments, the second induction coil is different from the first induction coil. For example, the second induction coil may have at least one of the following: a different length, a different number of turns, or a different cross-section than the first induction coil. Advantageously, the different first and second induction coils can generate different varying magnetic fields. Advantageously, different varying magnetic fields can be used to heat different parts of the pantograph to different temperatures. Advantageously, different varying magnetic fields can be used to heat different current collectors to different temperatures.

Первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть расположены в любом подходящем расположении. В частности, предпочтительно первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка коаксиально выровнены вдоль оси. Если первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка являются удлиненными трубчатыми индукционными катушками, первая индукционная катушка и вторая индукционная катушка могут быть коаксиально выровнены вдоль продольной оси.The first induction coil and the second induction coil may be arranged in any suitable arrangement. In particular, preferably the first induction coil and the second induction coil are coaxially aligned along an axis. If the first induction coil and the second induction coil are elongated tubular induction coils, the first induction coil and the second induction coil may be coaxially aligned along the longitudinal axis.

Компоновка для индукционного нагрева может содержать токоприемник. В данном документе термин «токоприемник» относится к элементу, содержащему материал, который способен преобразовывать магнитную энергию в тепло. Когда токоприемник расположен в изменяющемся магнитном поле, токоприемник нагревается. Нагревание токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемнике, в зависимости от электрических и магнитных свойств материала токоприемника.The induction heating arrangement may include a current collector. As used herein, the term "susceptor" refers to an element containing a material that is capable of converting magnetic energy into heat. When the pantograph is placed in a changing magnetic field, the pantograph heats up. Heating of the pantograph may result from at least one of hysteresis losses and eddy currents induced in the pantograph, depending on the electrical and magnetic properties of the pantograph material.

Предпочтительно индукционная катушка расположена вокруг по меньшей мере части токоприемника.Preferably, the induction coil is located around at least a portion of the current collector.

В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку, первая индукционная катушка может быть расположена вокруг первой части токоприемника, а вторая индукционная катушка может быть расположена вокруг второй части токоприемника.In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first induction coil and a second induction coil, the first induction coil may be located around the first pantograph portion and the second induction coil may be located around the second pantograph portion.

Токоприемник может представлять собой первый токоприемник, при этом первая индукционная катушка расположена вокруг по меньшей мере части первого токоприемника. Компоновка для индукционного нагрева может содержать второй токоприемник, при этом вторая индукционная катушка расположена вокруг по меньшей мере части второго токоприемника.The pantograph may be a first pantograph, wherein the first induction coil is disposed around at least a portion of the first pantograph. The induction heating arrangement may include a second current collector, wherein the second induction coil is located around at least a portion of the second current collector.

Предпочтительно компоновка для индукционного нагрева содержит перегородку между первым токоприемником и вторым токоприемником, при этом перегородка термически изолирует первый токоприемник от второго токоприемника. Перегородка может быть любого подходящего размера для термической изоляции первого токоприемника от второго токоприемника.Preferably, the induction heating arrangement includes a partition between the first pantograph and the second pantograph, wherein the partition thermally isolates the first pantograph from the second pantograph. The partition may be of any suitable size to thermally isolate the first pantograph from the second pantograph.

Компоновка для индукционного нагрева может содержать промежуточный элемент, размещенный между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может быть размещен в перегородке между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может проходить между первым токоприемником и вторым токоприемником. Промежуточный элемент может соприкасаться с концом первого токоприемника. Промежуточный элемент может соприкасаться с концом второго токоприемника. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу первого токоприемника. Промежуточный элемент может быть прикреплен к концу второго токоприемника. Промежуточный элемент может соединять второй токоприемник с первым токоприемником.The induction heating arrangement may include an intermediate element positioned between the first pantograph and the second pantograph. The intermediate element may be placed in the partition between the first pantograph and the second pantograph. The intermediate element may extend between the first pantograph and the second pantograph. The intermediate element may contact the end of the first pantograph. The intermediate element may be in contact with the end of the second pantograph. The intermediate element may be attached to the end of the first pantograph. The intermediate element may be attached to the end of the second pantograph. The intermediate element may connect the second pantograph to the first pantograph.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления первый токоприемник и второй токоприемник представляют собой трубчатые токоприемники, а промежуточный элемент представляет собой трубчатый промежуточный элемент. В этих вариантах осуществления трубчатый первый токоприемник, трубчатый второй токоприемник и трубчатый промежуточный элемент могут быть по существу выровнены.In some preferred embodiments, the first pantograph and the second pantograph are tubular pantographs and the intermediate member is a tubular intermediate member. In these embodiments, the tubular first pantograph, tubular second pantograph, and tubular intermediate member may be substantially aligned.

Промежуточный элемент может быть образован из любого подходящего материала. Промежуточный элемент может содержать теплоизоляционный материал для тепловой изоляции первого токоприемника от второго токоприемника. Подходящие материалы включают полиэфирэфиркетон, жидкокристаллические полимеры, цементы, стекла, диоксид циркония, нитрид кремния, оксид алюминия и их комбинации.The intermediate element may be formed from any suitable material. The intermediate element may contain thermal insulating material for thermally insulating the first pantograph from the second pantograph. Suitable materials include polyetheretherketone, liquid crystal polymers, cements, glasses, zirconia, silicon nitride, alumina, and combinations thereof.

Теперь будут описаны предпочтительные и необязательные особенности токоприемников для компоновок для индукционного нагрева в соответствии с настоящим изобретением. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первый токоприемник и второй токоприемник, каждая из предпочтительных и необязательных особенностей может относиться к первому токоприемнику, второму токоприемнику или первому токоприемнику и второму токоприемнику.Preferred and optional features of current collectors for induction heating arrangements in accordance with the present invention will now be described. In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first pantograph and a second pantograph, each of the preferred and optional features may apply to a first pantograph, a second pantograph, or a first pantograph and a second pantograph.

Предпочтительно токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник. Предпочтительно трубчатый токоприемник образует полость для размещения по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль. Полость может быть открыта на одном конце. Полость может быть открыта на обоих концах.Preferably the pantograph is a tubular pantograph. Preferably, the tubular current collector defines a cavity to accommodate at least a portion of the aerosol-forming substrate. The cavity may be open at one end. The cavity can be open at both ends.

Если токоприемник представляет собой трубчатый токоприемник, образующий полость, открытую на одном конце или на обоих концах, то предпочтительно токоприемник является по существу непроницаемым для газа от внешней поверхности токоприемника к внутренней поверхности токоприемника. Другими словами, предпочтительно токоприемник является по существу непроницаемым для газа через боковые стенки токоприемника.If the pantograph is a tubular pantograph defining a cavity open at one end or both ends, then preferably the pantograph is substantially gas-tight from the outer surface of the pantograph to the inner surface of the pantograph. In other words, preferably the pantograph is substantially impermeable to gas through the side walls of the pantograph.

Токоприемник может содержать любой подходящий материал. Токоприемник может быть выполнен из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для аэрозолизации образующего аэрозоль субстрата. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше приблизительно 250 градусов по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из токопроводящего материала. В данном документе термин «токопроводящий» относится к материалам, имеющим удельное электрическое сопротивление меньше или равное 1×10^-4 Ом-метр при 20 градусах по Цельсию. Предпочтительные токоприемники могут быть образованы из теплопроводного материала. В данном документе термин «теплопроводный материал» используется для описания материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 10 ватт на метр-кельвин при 23 градусах по Цельсию и относительной влажности 50 процентов, которая измерена с помощью модифицированного метода нестационарного плоского источника (MTPS).The current collector may comprise any suitable material. The current collector may be made of any material that can be inductively heated to a temperature sufficient to aerosolize the aerosol-forming substrate. Preferred pantographs can be heated to temperatures in excess of about 250 degrees Celsius. Preferred current collectors may be formed from a conductive material. As used herein, the term “conductive” refers to materials having an electrical resistivity less than or equal to 1×10 ^-4 ohm meter at 20 degrees Celsius. Preferred current collectors may be formed from a thermally conductive material. As used herein, the term "thermal conductive material" is used to describe a material having a thermal conductivity of at least 10 watts per meter kelvin at 23 degrees Celsius and 50 percent relative humidity, as measured using the modified transient plane source (MTPS) method.

Подходящие материалы для токоприемника включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, содержащие никель соединения, титан и композиты из металлических материалов. Некоторые предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемники могут содержать ферромагнитный материал, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Некоторые предпочтительные токоприемники состоят из ферромагнитного материала. Подходящий токоприемник может содержать алюминий. Подходящий токоприемник может состоять из алюминия. Токоприемник может содержать по меньшей мере приблизительно 5 процентов, по меньшей мере приблизительно 20 процентов, по меньшей мере приблизительно 50 процентов или по меньшей мере приблизительно 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов.Suitable materials for the current collector include graphite, molybdenum, silicon carbide, stainless steel, niobium, aluminum, nickel, nickel-containing compounds, titanium and composites of metal materials. Some preferred current collectors contain metal or carbon. Some preferred current collectors may contain ferromagnetic material, such as ferritic iron, a ferromagnetic alloy such as ferromagnetic steel or stainless steel, ferromagnetic particles and ferrite. Some preferred current collectors are composed of ferromagnetic material. A suitable pantograph may contain aluminum. A suitable pantograph may consist of aluminum. The pantograph may contain at least about 5 percent, at least about 20 percent, at least about 50 percent, or at least about 90 percent ferromagnetic or paramagnetic materials.

В соответствии с настоящим изобретением предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее любую из компоновок для индукционного нагрева, описанных в данном документе.The present invention provides an aerosol generating device comprising any of the induction heating arrangements described herein.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания.The aerosol generating device may include a power source. Preferably, the aerosol generating device includes a power source.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер. Контроллер может быть расположен таким образом, чтобы подавать изменяющийся электрический ток от источника питания к каждой индукционной катушке. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит контроллер, расположенный для подачи изменяющегося электрического тока от источника питания к каждой индукционной катушке.The aerosol generating device may include a controller. The controller may be positioned to apply varying electrical current from a power source to each induction coil. Preferably, the aerosol generating device includes a controller positioned to apply varying electrical current from a power source to each induction coil.

Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления источник питания представляет собой батарею, такую как перезаряжаемая литий-ионная батарея. Источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Источник питания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует типовому времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения предварительно заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой источник питания постоянного тока, имеющий напряжение постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольт до приблизительно 4,5 вольт и силу постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 ампера до приблизительно 10 ампер (соответствующие мощности источника питания в диапазоне от приблизительно 2,5 ватт до приблизительно 45 ватт).The power source may be a DC power supply. In some preferred embodiments, the power source is a battery, such as a rechargeable lithium-ion battery. The power source may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power source may need to be recharged. The power source may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses of the device. For example, the power source may have sufficient capacity to provide continuous aerosol generation for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time required to smoke a conventional cigarette, or for a period that is a multiple of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to support a predetermined number of device uses or individual activations. In one embodiment, the power supply is a DC power supply having a DC voltage in the range of about 2.5 volts to about 4.5 volts and a DC current in the range of about 1 amp to about 10 amps (corresponding to the power supply wattages ranging from approximately 2.5 watts to approximately 45 watts).

Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования подачи тока на каждую индукционную катушку. Ток может подаваться на индукционную катушку непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке.The controller may include a microprocessor, which may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application specific integrated circuit (ASIC) or other electronic circuit capable of providing control. The controller may contain additional electronic components. The controller may be configured to control the supply of current to each induction coil. The current may be supplied to the induction coil continuously after activation of the aerosol generating device, or it may be supplied intermittently, for example from puff to puff.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на индукционную катушку с частотой от приблизительно 5 килогерц до приблизительно 500 килогерц.The controller may be configured to apply varying electrical current to the induction coil at a frequency of from about 5 kilohertz to about 500 kilohertz.

Контроллер может быть выполнен с возможностью подачи высокочастотного изменяющегося тока на индукционную катушку. В данном документе термин «высокочастотный изменяющийся ток» обозначает изменяющийся ток с частотой от приблизительно 500 килогерц до приблизительно 30 мегагерц. Высокочастотный изменяющийся ток может иметь частоту от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 30 мегагерц, например, от приблизительно 1 мегагерца до приблизительно 10 мегагерц или, например, от приблизительно 5 мегагерц до приблизительно 8 мегагерц.The controller may be configured to supply a high frequency varying current to the induction coil. As used herein, the term “high frequency varying current” refers to varying current with a frequency of about 500 kilohertz to about 30 megahertz. The high frequency varying current may have a frequency of from about 1 megahertz to about 30 megahertz, such as from about 1 megahertz to about 10 megahertz, or, for example, from about 5 megahertz to about 8 megahertz.

В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку и вторую индукционную катушку, контроллер может подавать первый изменяющийся электрический ток на первую индукционную катушку в течение первого периода времени, и контроллер может подавать второй изменяющийся электрический ток на вторую индукционную катушку в течение второго периода времени.In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first induction coil and a second induction coil, the controller may supply a first varying electrical current to the first induction coil for a first period of time, and the controller may provide a second varying electrical current to the second induction coil at during the second period of time.

Первый период времени может быть таким же, как второй период времени. Другими словами, контроллер может одновременно подавать первый и второй изменяющиеся электрические токи.The first time period may be the same as the second time period. In other words, the controller may simultaneously supply first and second varying electrical currents.

Первый период времени может отличаться от второго периода времени. Первый период времени может быть длиннее второго периода времени. Первый период времени может быть короче второго периода времени. Первый период времени может частично перекрывать второй период времени. Первый период времени может полностью перекрывать второй период времени. Первый период времени и второй период времени могут совсем не перекрываться. Первый период времени и второй период времени могут быть последовательными.The first time period may be different from the second time period. The first time period may be longer than the second time period. The first time period may be shorter than the second time period. The first time period may partially overlap the second time period. The first time period may completely overlap the second time period. The first time period and the second time period may not overlap at all. The first time period and the second time period may be consecutive.

Контроллер может преимущественно содержать преобразователь постоянного тока в переменный. Преобразователь постоянного тока в переменный может содержать усилитель мощности класса C, класса D или класса E.The controller may advantageously comprise a DC to AC converter. The DC/AC converter may contain a Class C, Class D or Class E power amplifier.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус устройства. Корпус устройства может быть продолговатым. Корпус устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.The aerosol generating device may comprise a device housing. The body of the device may be oblong. The device body may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials include metals, alloys, plastics or composite materials containing one or more of such materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industries, for example polypropylene, polyetheretherketone (PEEK) and polyethylene. Preferably the material is light and non-fragile.

Корпус устройства может образовывать камеру индукционного нагрева. Предпочтительно компоновка для индукционного нагрева расположена внутри камеры индукционного нагрева.The body of the device can form an induction heating chamber. Preferably, the induction heating arrangement is located within the induction heating chamber.

Корпус устройства может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в корпус устройства. Корпус устройства может содержать любое подходящее количество впускных отверстий для воздуха. Корпус устройства может содержать множество впускных отверстий для воздуха.The body of the device may include an air inlet. The air inlet may be configured to draw ambient air into the device body. The body of the device may include any suitable number of air inlet openings. The body of the device may include a plurality of air inlets.

Корпус устройства может содержать выпускное отверстие для воздуха. Выпускное отверстие для воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения проникновения воздуха в полость устройства изнутри корпуса устройства. Корпус устройства может содержать любое подходящее количество выпускных отверстий для воздуха. Корпус устройства может содержать множество выпускных отверстий для воздуха.The body of the device may include an air outlet. The air outlet may be configured to allow air to enter the device cavity from within the device body. The body of the device may contain any suitable number of air outlets. The body of the device may include a plurality of air outlets.

В некоторых вариантах осуществления корпус устройства, генерирующего аэрозоль, содержит мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.In some embodiments, the body of the aerosol generating device includes a mouthpiece. The mouthpiece may include at least one air inlet and at least one air outlet. The mouthpiece may contain more than one air inlet. The one or more air inlets may reduce the temperature of the aerosol before delivery to the user and may reduce the concentration of the aerosol before delivery to the user.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть расположен таким образом, чтобы определять температуру компоновки для индукционного нагрева. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит токоприемник, датчик температуры может быть расположен так, чтобы определять температуру токоприемника. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит первый токоприемник и второй токоприемник, устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый датчик температуры, расположенный так, чтобы определять температуру первого токоприемника, и второй датчик температуры, расположенный так, чтобы определять температуру второго токоприемника.The aerosol generating device may include a temperature sensor. The temperature sensor may be positioned to detect the temperature of the induction heating assembly. In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a susceptor, a temperature sensor may be positioned to sense the temperature of the susceptor. In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a first susceptor and a second susceptor, the aerosol generating device may include a first temperature sensor located to detect the temperature of the first susceptor and a second temperature sensor located to determine the temperature of the second pantograph.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например, кнопку для инициирования нагревания субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating device may include a user interface for activating the device, such as a button to initiate heating of the aerosol generating substrate.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей для отображения состояния устройства или субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating device may include a display for indicating the status of the aerosol generating device or substrate.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик затяжки, для определения того, что пользователь осуществляет затяжку из системы, генерирующей аэрозоль.The aerosol generating device may include a puff sensor to detect that the user is taking a puff from the aerosol generating system.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров.Preferably, the aerosol generating device is portable. The aerosol-generating device may be comparable in size to a traditional cigar or cigarette. The aerosol generating device may have an overall length of from about 30 millimeters to about 150 millimeters. The aerosol generating device may have an outer diameter of from about 5 millimeters to about 30 millimeters.

Согласно настоящему изобретению, предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая любое из устройств, генерирующих аэрозоль, описанных в данном документе.The present invention provides an aerosol generating system comprising any of the aerosol generating devices described herein.

Генерирующая аэрозоль система может дополнительно содержать генерирующее аэрозоль изделие. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстрат, образующий аэрозоль.The aerosol generating system may further comprise an aerosol generating article. The aerosol-generating article may contain an aerosol-generating substrate.

Предпочтительно генерирующее аэрозоль изделие выполнено с возможностью по меньшей мере частичного размещения в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Компоновка для индукционного нагрева может образовывать полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. В тех вариантах осуществления, в которых компоновка для индукционного нагрева содержит токоприемник, токоприемник может образовывать полость.Preferably, the aerosol generating article is configured to be at least partially accommodated in the cavity of the aerosol generating device. The induction heating arrangement may define a cavity for housing an aerosol generating article. In those embodiments in which the induction heating arrangement includes a susceptor, the susceptor may define a cavity.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли.The aerosol-forming substrate may contain nicotine. The nicotine-containing substrate forming the aerosol may be a matrix of nicotine salt.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является твердым.The aerosol-forming substrate may be liquid. The aerosol-forming substrate may contain solid components and liquid components. Preferably, the aerosol-forming substrate is solid.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации сыпучего табака. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В данном документе термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.The aerosol-forming substrate may contain material of plant origin. The aerosol-forming substrate may contain tobacco. The aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the aerosol-forming substrate when heated. The aerosol-forming substrate may comprise non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may contain homogenized material of plant origin. The aerosol-forming substrate may comprise homogenized tobacco material. Homogenized tobacco material can be formed by agglomeration of bulk tobacco. In a particularly preferred embodiment, the aerosol-forming substrate comprises an assembled corrugated sheet of homogenized tobacco material. As used herein, the term “corrugated sheet” means a sheet having a plurality of substantially parallel folds or corrugations.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу устойчивыми к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля могут включать многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии, гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее 5 масс. % в пересчете на сухой вес, например, от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 масс. % в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.The aerosol-forming substrate may contain at least one aerosol-forming substance. An aerosol forming agent is any suitable known compound or mixture of compounds which, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol and is substantially resistant to thermal decomposition at the operating temperature of the system. Suitable aerosol-forming agents are well known in the art and include, without limitation: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids, such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol formers may include polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol. Preferably, the aerosol-forming agent is glycerol. If present, the homogenized tobacco material may have an aerosol forming agent content equal to or greater than 5 wt. % based on dry weight, for example, from about 5 percent to about 30 weight percent. % based on dry weight. The aerosol-forming substrate may contain other additives and ingredients such as flavoring agents.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.The aerosol generating article may have any suitable shape. The aerosol generating article may have a substantially cylindrical shape. The aerosol generating article may be substantially oblong. The aerosol generating article may have a length and a circumference substantially perpendicular to the length.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть обеспечен в виде сегмента, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, является по существу одинаковым с первым субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, отличается от первого субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol-forming substrate may be provided in the form of an aerosol-generating segment containing the aerosol-forming substrate. The aerosol generating segment may contain multiple units of aerosol generating substrate. The aerosol generating segment may comprise a first aerosol generating substrate and a second aerosol generating substrate. In some embodiments, the second aerosol-forming substrate is substantially the same as the first aerosol-forming substrate. In some embodiments, the second aerosol-forming substrate is different from the first aerosol-forming substrate.

В случае, когда сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, количество единиц субстрата, образующего аэрозоль, может быть таким же, как и количество индукционных катушек в компоновке для индукционного нагрева.In the case where the aerosol generating segment contains several units of aerosol-forming substrate, the number of units of aerosol-forming substrate may be the same as the number of induction coils in the induction heating arrangement.

Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.The aerosol generating segment may have a substantially cylindrical shape. The aerosol generating segment may be substantially elongated. The aerosol generating segment may have a length and a circumference substantially perpendicular to the length.

В случае, когда сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, единицы субстрата, образующего аэрозоль, могут быть расположены конец к концу вдоль оси сегмента, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать перегородку между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль.In the case where the aerosol-generating segment contains multiple units of aerosol-forming substrate, the units of aerosol-forming substrate may be arranged end-to-end along the axis of the aerosol-generating segment. In some embodiments, the aerosol generating segment may comprise a partition between adjacent units of aerosol generating substrate.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.In some preferred embodiments, the aerosol generating article may have an overall length of from about 30 millimeters to about 100 millimeters. In some embodiments, the aerosol generating article has an overall length of approximately 45 millimeters. The aerosol generating article may have an outer diameter of from about 5 millimeters to about 12 millimeters. In some embodiments, the aerosol generating article may have an outer diameter of approximately 7.2 millimeters.

Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.The aerosol generating segment may have a length of from about 7 millimeters to about 15 millimeters. In some embodiments, the aerosol generating segment may be approximately 10 millimeters or 12 millimeters in length.

Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, генерирующего аэрозоль, может быть от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.The aerosol generating segment preferably has an outer diameter that is approximately equal to the outer diameter of the aerosol generating article. The outer diameter of the aerosol generating segment can be from about 5 millimeters to about 12 millimeters. In one embodiment, the aerosol generating segment may have an outer diameter of approximately 7.2 millimeters.

Генерирующее аэрозоль изделие может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на мундштучном конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. В некоторых вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления заглушка фильтра может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.The aerosol generating article may include a filter plug. The filter plug may be located at the mouthpiece end of the aerosol generating article. The filter plug may be a cellulose acetate filter plug. In some embodiments, the filter plug may have a length of from about 5 millimeters to about 10 millimeters. In some preferred embodiments, the filter plug may be approximately 7 millimeters in length.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную обертку. Наружная обертка может быть образована из бумаги. Наружная обертка может быть проницаемой для газа в сегменте, генерирующем аэрозоль. В частности, в вариантах осуществления, предусматривающих несколько единиц субстрата, образующего аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль. В случае, если перегородка предусмотрена между смежными единицами субстрата, образующего аэрозоль, наружная обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на перегородке. Это может обеспечить непосредственно обеспечение субстрата, образующего аэрозоль, воздухом, который не втягивается через другой субстрат, образующий аэрозоль. Это может увеличить количество воздуха, принимаемое каждым субстратом, образующим аэрозоль. Это может улучшить характеристики генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating article may comprise an outer wrapper. The outer wrapper may be formed from paper. The outer wrap may be permeable to gas in the aerosol generating segment. Particularly, in embodiments providing multiple units of aerosol-forming substrate, the outer wrap may include perforations or other air inlets at the interface between adjacent units of aerosol-forming substrate. In the event that a baffle is provided between adjacent units of aerosol-forming substrate, the outer wrap may include perforations or other air inlet openings on the baffle. This can directly provide the aerosol-forming substrate with air that is not drawn through another aerosol-forming substrate. This can increase the amount of air taken up by each aerosol-forming substrate. This can improve the aerosol generation characteristics of the aerosol-forming substrate.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может также содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Перегородка может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров. Перегородка может составлять приблизительно 18 миллиметров.The aerosol generating article may also include a barrier between the aerosol generating substrate and the filter plug. The septum may have a size ranging from about 5 millimeters to about 25 millimeters. The septum may be approximately 18 millimeters.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 - продольный вид в поперечном сечении компоновки для индукционного нагрева в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement according to a first embodiment of the present invention;

Фиг. 2 - вид в поперечном сечении компоновки для индукционного нагрева с Фиг. 1 по линии 1-1 в частично разобранном состоянии;Fig. 2 is a cross-sectional view of the induction heating arrangement of FIG. 1 along line 1-1 in a partially disassembled state;

Фиг. 3 - вид в поперечном сечении системы, генерирующей аэрозоль, содержащей изделие, генерирующее аэрозоль и устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее компоновку для индукционного нагрева с Фиг. 1;Fig. 3 is a cross-sectional view of an aerosol generating system comprising an aerosol generating article and an aerosol generating device containing the induction heating assembly of FIG. 1;

Фиг. 4 - система, генерирующая аэрозоль, с Фиг. 3 с изделием, генерирующим аэрозоль, вставленным в устройство, генерирующее аэрозоль;Fig. 4 - aerosol generating system from FIG. 3 with an aerosol generating article inserted into the aerosol generating device;

Фиг. 5 - продольный вид в поперечном сечении компоновки для индукционного нагрева в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; иFig. 5 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement according to a second embodiment of the present invention; And

Фиг. 6 - продольный вид в поперечном сечении компоновки для индукционного нагрева в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 6 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement according to a third embodiment of the present invention.

На Фиг. 1 показан продольный вид в поперечном сечении компоновки 10 для индукционного нагрева в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Компоновка 10 для индукционного нагрева содержит первую индукционную катушку 12 и вторую индукционную катушку 14, расположенные коаксиально вокруг трубчатого токоприемника 16 вдоль продольной оси 18 компоновки 10 для индукционного нагрева. Токоприемник 16 образует полость 19, в которой может быть размещен субстрат, образующий аэрозоль, для нагрева с помощью компоновки 10 для индукционного нагрева.In FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement 10 according to a first embodiment of the present invention. The induction heating arrangement 10 includes a first induction coil 12 and a second induction coil 14 disposed coaxially around a tubular current collector 16 along a longitudinal axis 18 of the induction heating arrangement 10. The current collector 16 defines a cavity 19 in which the aerosol-forming substrate can be placed for heating by the induction heating arrangement 10.

Компоновка 10 для индукционного нагрева содержит первый концентратор 20 потока, расположенный вокруг первой индукционной катушки 12, и второй концентратор 22 потока, расположенный вокруг второй индукционной катушки 14. Каждый из первого и второго концентраторов 20, 22 потока образован из ферромагнитного материала.The induction heating arrangement 10 includes a first flux concentrator 20 disposed around the first induction coil 12 and a second flux concentrator 22 disposed around the second induction coil 14. The first and second flux concentrators 20, 22 are each formed of a ferromagnetic material.

Первый концентратор 20 потока имеет трубчатую форму и содержит первую основную часть 24, расположенную вокруг первой индукционной катушки 12, первую концевую часть 26 на первом конце первой основной части 24 и вторую концевую часть 28 на втором конце первой основной части 24. Каждая из первой и второй концевых частей 26, 28 имеет внутренний диаметр, который меньше внутреннего диаметра первой основной части 24. Внутренняя поверхность 30 первого концентратора 20 потока образует первый кольцевой канал 32 между первой концевой частью 26 и второй концевой частью 28. Первая индукционная катушка 12 расположена внутри первого кольцевого канала 32 между первой концевой частью 26 и второй концевой частью 28.The first flux concentrator 20 is tubular in shape and includes a first body 24 disposed around the first induction coil 12, a first end portion 26 at a first end of the first body 24, and a second end portion 28 at a second end of the first body 24. Each of the first and second end portions 26, 28 have an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the first main body 24. The inner surface 30 of the first flow concentrator 20 defines a first annular channel 32 between the first end portion 26 and the second end portion 28. The first induction coil 12 is located within the first annular channel 32 between the first end portion 26 and the second end portion 28.

Второй концентратор 22 потока имеет трубчатую форму и содержит вторую основную часть 34, расположенную вокруг второй индукционной катушки 14, третью концевую часть 36 на первом конце второй основной части 34 и четвертую концевую часть 38 на втором конце второй основной части 34. Каждая из третьей и четвертой концевых частей 36, 38 имеет внутренний диаметр, который меньше внутреннего диаметра второй основной части 34. Внутренняя поверхность 40 второго концентратора 22 потока образует второй кольцевой канал 42 между третьей концевой частью 36 и четвертой концевой частью 38. Вторая индукционная катушка 14 расположена внутри второго кольцевого канала 42 между третьей концевой частью 36 и четвертой концевой частью 38.The second flux concentrator 22 is tubular in shape and includes a second main portion 34 disposed around the second induction coil 14, a third end portion 36 at a first end of the second main portion 34, and a fourth end portion 38 at a second end of the second main portion 34. Each of the third and fourth end portions 36, 38 have an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the second main portion 34. The inner surface 40 of the second flow concentrator 22 defines a second annular channel 42 between the third end portion 36 and the fourth end portion 38. The second induction coil 14 is located within the second annular channel 42 between the third end portion 36 and the fourth end portion 38.

Когда на первую индукционную катушку 12 подается изменяющийся электрический ток, первая индукционная катушка 12 генерирует изменяющееся магнитное поле. Форма первого концентратора 20 потока и, в частности, первая и вторая концевые части 26, 28 искажают изменяющееся магнитное поле таким образом, что изменяющееся магнитное поле концентрируется в первой части токоприемника 16, расположенной внутри первой индукционной катушки 12. Изменяющееся магнитное поле, генерируемое первой индукционной катушкой 12, индуцирует вихревые токи в первой части токоприемника 16, что приводит к нагреву первой части токоприемника 16. Преимущественно концентрирование изменяющегося магнитного поля в первой части токоприемника 16 первым концентратором 20 потока снижает или минимизирует нагрев второй части токоприемника 16, расположенной внутри второй индукционной катушки 14, изменяющимся магнитным полем, генерируемым первой индукционной катушкой 12.When a varying electric current is applied to the first induction coil 12, the first induction coil 12 generates a varying magnetic field. The shape of the first flux concentrator 20 and, in particular, the first and second end portions 26, 28 distort the changing magnetic field such that the changing magnetic field is concentrated in the first part of the current collector 16 located inside the first induction coil 12. The changing magnetic field generated by the first induction coil coil 12 induces eddy currents in the first part of the pantograph 16, which leads to heating of the first part of the pantograph 16. Advantageously, the concentration of the changing magnetic field in the first part of the pantograph 16 by the first flux concentrator 20 reduces or minimizes the heating of the second part of the pantograph 16 located inside the second induction coil 14 , a changing magnetic field generated by the first induction coil 12.

Когда на вторую индукционную катушку 14 подается изменяющийся электрический ток, вторая индукционная катушка 14 генерирует изменяющееся магнитное поле. Форма второго концентратора 22 потока и, в частности, первая и вторая концевые части 36, 38 искажают изменяющееся магнитное поле таким образом, что изменяющееся магнитное поле концентрируется во второй части токоприемника 16, расположенной внутри второй индукционной катушки 14. Изменяющееся магнитное поле, генерируемое второй индукционной катушкой 14, индуцирует вихревые токи во второй части токоприемника 16, что приводит к нагреву второй части токоприемника 16. Преимущественно концентрирование изменяющегося магнитного поля во второй части токоприемника 16 вторым концентратором 22 потока снижает или минимизирует нагрев первой части токоприемника 16, расположенной внутри первой индукционной катушки 12, изменяющимся магнитным полем, генерируемым второй индукционной катушкой 14.When a varying electric current is applied to the second induction coil 14, the second induction coil 14 generates a varying magnetic field. The shape of the second flux concentrator 22 and, in particular, the first and second end portions 36, 38 distort the changing magnetic field such that the changing magnetic field is concentrated in the second part of the current collector 16 located inside the second induction coil 14. The changing magnetic field generated by the second induction coil coil 14, induces eddy currents in the second part of the pantograph 16, which leads to heating of the second part of the pantograph 16. Advantageously, the concentration of the changing magnetic field in the second part of the pantograph 16 by the second flux concentrator 22 reduces or minimizes the heating of the first part of the pantograph 16 located inside the first induction coil 12 , a changing magnetic field generated by the second induction coil 14.

На Фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе компоновки 10 для индукционного нагрева по Фиг. 1 вдоль линии 1-1 в частично разобранном состоянии. Первый концентратор 20 потока содержит отдельную первую часть 44, имеющую полукруглую форму, и отдельную вторую часть 46, имеющую полукруглую форму. Когда отдельные первая и вторая части 44, 46 объединены, они образуют трубчатую форму первого концентратора 20 потока. Преимущественно образование первого концентратора 20 потока из первой и второй частей 44, 46, каждая из которых имеет полукруглую форму, облегчает сборку компоновки 10 для индукционного нагрева. Например, как показано на Фиг. 2, первая индукционная катушка 12 может быть расположена над первой частью токоприемника 16. Затем первая и вторая части 44, 46 могут быть расположены вокруг первой индукционной катушки 12 и приведены в контакт друг с другом с образованием первого концентратора 20 потока. Такое же расположение можно использовать для сборки второго концентратора 22 потока. Другими словами, второй концентратор 22 потока также может быть образован из отдельных первой и второй частей, каждая из которых имеет полукруглую форму.In FIG. 2 is a cross-sectional view of the induction heating arrangement 10 of FIG. 1 along line 1-1 in a partially disassembled state. The first flow concentrator 20 includes a separate first part 44 having a semi-circular shape and a separate second part 46 having a semi-circular shape. When the individual first and second portions 44, 46 are combined, they form the tubular shape of the first flow concentrator 20. Advantageously, forming the first flux concentrator 20 from the first and second portions 44, 46, each of which is semicircular in shape, facilitates the assembly of the induction heating arrangement 10. For example, as shown in FIG. 2, the first induction coil 12 may be positioned above the first portion of the pantograph 16. The first and second portions 44, 46 may then be positioned around the first induction coil 12 and brought into contact with each other to form a first flux concentrator 20. The same arrangement can be used to assemble a second flow hub 22. In other words, the second flow concentrator 22 may also be formed from separate first and second parts, each of which has a semicircular shape.

На Фиг. 3 показан вид в поперечном сечении системы 100, генерирующей аэрозоль, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100, генерирующая аэрозоль, содержит устройство 102, генерирующее аэрозоль, содержащее компоновку 10 для индукционного нагрева по Фиг. 1. Система 100, генерирующая аэрозоль, содержит изделие 200, генерирующее аэрозоль.In FIG. 3 is a cross-sectional view of an aerosol generating system 100 according to an embodiment of the present invention. The aerosol generating system 100 includes an aerosol generating device 102 including the induction heating assembly 10 of FIG. 1. The aerosol generating system 100 includes an aerosol generating article 200.

Устройство 102, генерирующее аэрозоль, содержит по существу цилиндрический корпус 103 устройства с формой и размером, подобными традиционной сигаре. Корпус 103 устройства образует полость 104 устройства на ближнем конце. Полость 104 устройства является по существу цилиндрической, открытой на ближнем конце и по существу закрытой на дальнем конце, противоположном ближнему концу. Полость 104 устройства выполнена с возможностью размещения части изделия 200, генерирующего аэрозоль. Соответственно, диаметр полости 104 устройства по существу подобный диаметру изделия 200, генерирующего аэрозоль.The aerosol generating device 102 includes a generally cylindrical device body 103 with a shape and size similar to a traditional cigar. The device body 103 defines a device cavity 104 at the proximal end. The device cavity 104 is substantially cylindrical, open at the proximal end and substantially closed at the distal end opposite the proximal end. The device cavity 104 is configured to accommodate a portion of the aerosol generating article 200. Accordingly, the diameter of the device cavity 104 is substantially similar to the diameter of the aerosol generating article 200.

Устройство 102, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит источник 106 питания в форме перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 108 в форме печатной платы, содержащий микропроцессор, электрический разъем 109, и компоновку 10 для индукционного нагрева. Источник 106 питания, контроллер 108 и компоновка 10 для индукционного нагрева размещены внутри корпуса 103 устройства. Компоновка 10 для индукционного нагрева устройства 102, генерирующего аэрозоль, расположена на ближнем конце устройства 102 и в целом расположена вокруг полости 104 устройства. Электрический разъем 109 расположен на дальнем конце корпуса 103 устройства, противоположном полости 104 устройства.The aerosol generating device 102 further includes a power source 106 in the form of a rechargeable nickel-cadmium battery, a controller 108 in the form of a printed circuit board containing a microprocessor, an electrical connector 109, and an induction heating arrangement 10. The power source 106, controller 108, and induction heating assembly 10 are housed within the device housing 103. An arrangement 10 for induction heating of the aerosol generating device 102 is located at the proximal end of the device 102 and is generally located around the cavity 104 of the device. An electrical connector 109 is located at the distal end of the device housing 103, opposite the device cavity 104.

Контроллер 108 выполнен с возможностью управления подачей питания от источника 106 питания к компоновке 10 для индукционного нагрева. Контроллер 108 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий усилитель мощности класса D, и выполнен с возможностью подачи по меньшей мере одного изменяющегося электрического тока на компоновку 10 для индукционного нагрева. Контроллер 108 также выполнен с возможностью управления перезарядкой источника 106 питания от электрического разъема 109. Кроме того, контроллер 108 содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, что пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, размещенном в полости 104 устройства.The controller 108 is configured to control the supply of power from the power source 106 to the induction heating arrangement 10. The controller 108 further includes a DC-AC converter comprising a Class D power amplifier, and is configured to supply at least one varying electrical current to the induction heating arrangement 10. The controller 108 is also configured to control the recharging of the power supply 106 from the electrical connector 109. In addition, the controller 108 includes a puff sensor (not shown) configured to detect that a user is taking a puff on the aerosol generating article housed in the device cavity 104.

Первая индукционная катушка 12 соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 12. Когда изменяющийся электрический ток подается на первую индукционную катушку 12, первая индукционная катушка 12 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает первую часть токоприемника 16 посредством индукции.The first induction coil 12 is connected to the controller 108 and the power supply 106, and the controller 108 is configured to supply a varying electrical current to the first induction coil 12. When the varying electrical current is supplied to the first induction coil 12, the first induction coil 12 generates a varying magnetic field that heats the first part of the pantograph 16 by induction.

Вторая индукционная катушка 14 соединена с контроллером 108 и источником 106 питания, и контроллер 108 выполнен с возможностью подачи изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 14. Когда изменяющийся электрический ток подается на вторую индукционную катушку 14, вторая индукционная катушка 14 генерирует изменяющееся магнитное поле, которое нагревает вторую часть токоприемника 16 посредством индукции.The second induction coil 14 is connected to the controller 108 and the power supply 106, and the controller 108 is configured to supply a varying electrical current to the second induction coil 14. When the varying electrical current is supplied to the second induction coil 14, the second induction coil 14 generates a varying magnetic field that heats the second part of the pantograph 16 by induction.

Корпус 103 устройства также образует впускное отверстие 180 для воздуха в непосредственной близости к дальнему концу полости 106 устройства. Впускное отверстие 180 для воздуха выполнено с возможностью обеспечения втягивания окружающего воздуха в корпус 103 устройства. Канал для потока воздуха образован через устройство между впускным отверстием 180 для воздуха и выпускным отверстием для воздуха на дальнем конце полости 104 устройства для обеспечения втягивания воздуха из впускного отверстия 180 для воздуха в полость 104 устройства.The device body 103 also defines an air inlet 180 in close proximity to the distal end of the device cavity 106. The air inlet 180 is configured to draw ambient air into the device body 103. An air flow path is formed through the device between the air inlet 180 and the air outlet at the distal end of the device cavity 104 to allow air from the air inlet 180 to be drawn into the device cavity 104.

Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат 202, образующий аэрозоль, в форме цилиндрического стержня и содержащий табак. Цилиндрический стержень субстрата 202, образующего аэрозоль, имеет длину, по существу равную длине полости 104 устройства. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, также содержит трубчатый охлаждающий сегмент 204, фильтрующий сегмент 206 и сегмент 208 на мундштучном конце. Субстрат 202, образующий аэрозоль, трубчатый охлаждающий сегмент 204, фильтрующий сегмент 206 и сегмент 208 на мундштучном конце удерживаются вместе с помощью наружной обертки 210.The aerosol generating article 200 contains an aerosol generating substrate 202 in the form of a cylindrical rod and containing tobacco. The cylindrical rod of the aerosol-forming substrate 202 has a length substantially equal to the length of the cavity 104 of the device. The aerosol generating article 200 also includes a tubular cooling segment 204, a filter segment 206, and a mouthpiece end segment 208. The aerosol-forming substrate 202, tubular cooling segment 204, filter segment 206, and mouth-end segment 208 are held together by the outer wrap 210.

Как показано на Фиг. 4, когда субстрат 202, образующий аэрозоль, изделия 200, генерирующего аэрозоль, размещен в полости 104 устройства, длина субстрата 202, образующего аэрозоль, такова, что субстрат 202, образующий аэрозоль, проходит по всей длине компоновки 10 для индукционного нагрева.As shown in FIG. 4, when the aerosol-forming substrate 202 of the aerosol-generating article 200 is placed in the device cavity 104, the length of the aerosol-forming substrate 202 is such that the aerosol-forming substrate 202 extends along the entire length of the induction heating arrangement 10.

При использовании, когда изделие 200, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 104 устройства, пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, чтобы вдохнуть аэрозоль, генерируемый системой 100, генерирующей аэрозоль. Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия 200, генерирующего аэрозоль, воздух втягивается в корпус 103 устройства на впускном отверстии 180 для воздуха, и по каналу для потока воздуха втягивается в полость 104 устройства. Воздух втягивается в изделие 200, генерирующее аэрозоль, на ближнем конце субстрата 202, образующего аэрозоль, через выпускное отверстие в дальнем конце полости 104 устройства.In use, when the aerosol generating article 200 is placed in the device cavity 104, the user can puff on the proximal end of the aerosol generating article 200 to inhale the aerosol generated by the aerosol generating system 100. When a user puffs at the proximal end of the aerosol generating article 200, air is drawn into the device body 103 at the air inlet 180 and is drawn through the air flow path into the device cavity 104. Air is drawn into the aerosol generating article 200 at the proximal end of the aerosol generating substrate 202 through an outlet at the distal end of the device cavity 104.

Контроллер 108 устройства 102, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью подачи питания на первую и вторую индукционные катушки 12, 14 компоновки 10 для индукционного нагрева в соответствии с предварительно заданным профилем нагрева. Предварительно заданный профиль нагрева включает подачу изменяющегося электрического тока на первую индукционную катушку 12 для нагрева первой части токоприемника 16 до рабочей температуры в течение первого периода времени. Предварительно заданный профиль нагрева также включает подачу изменяющегося электрического тока на вторую индукционную катушку 14 для нагрева второй части токоприемника 16 до рабочей температуры в течение второго периода времени. В данном варианте осуществления первый период времени и второй период времени частично перекрываются. Другими словами, второй период времени начинается по истечении части первого периода времени, а первый период времени заканчивается по истечении части второго периода времени. Однако будет понятно, что контроллер 108 может быть выполнен с возможностью подачи питания на первую и вторую индукционные катушки 12, 14 в соответствии с другим профилем нагрева в зависимости от желаемой доставки аэрозоля пользователю. В некоторых вариантах осуществления устройство 102, генерирующее аэрозоль, может контролироваться пользователем для изменения профиля нагрева.The controller 108 of the aerosol generating device 102 is configured to supply power to the first and second induction coils 12, 14 of the induction heating arrangement 10 in accordance with a predetermined heating profile. The predetermined heating profile includes applying a varying electrical current to the first induction coil 12 to heat the first portion of the pantograph 16 to operating temperature over a first period of time. The predetermined heating profile also includes applying a varying electrical current to the second induction coil 14 to heat the second portion of the pantograph 16 to operating temperature for a second period of time. In this embodiment, the first time period and the second time period partially overlap. In other words, the second time period begins after a portion of the first time period has elapsed, and the first time period ends after a portion of the second time period has elapsed. However, it will be understood that the controller 108 may be configured to energize the first and second induction coils 12, 14 in accordance with a different heating profile depending on the desired delivery of the aerosol to the user. In some embodiments, the aerosol generating device 102 may be controlled by the user to change the heating profile.

На Фиг. 5 показан продольный вид в поперечном сечении компоновки 310 для индукционного нагрева в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Компоновка 310 для индукционного нагрева, показанная на Фиг. 5, аналогична компоновке 10 для индукционного нагрева, показанной на Фиг. 1, и подобные номера позиций используются для обозначения подобных частей.In FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement 310 in accordance with a second embodiment of the present invention. The induction heating arrangement 310 shown in FIG. 5 is similar to the induction heating arrangement 10 shown in FIG. 1, and like reference numbers are used to designate like parts.

Компоновка 310 для индукционного нагрева содержит один концентратор 313 потока, имеющий трубчатую форму и содержащий первую основную часть 24, расположенную вокруг первой индукционной катушки 12, при этом вторая основная часть 34 расположена вокруг второй индукционной катушки 14, первая концевая часть 26 - на первом конце первой основной части 24, вторая концевая часть 28 - на втором конце первой и второй основных частей 24, 34 и третья концевая часть 36 - на первом конце второй основной части 34. Внутренняя поверхность 331 концентратора 313 потока образует первый кольцевой канал 32 между первой концевой частью 26 и второй концевой частью 28 и второй кольцевой канал 42 между второй концевой частью 28 и третьей концевой частью 36. Предпочтительно концентратор 313 потока содержит отдельные первую и вторую части, каждая из которых имеет полукруглую форму, описанную со ссылкой на Фиг. 2 для компоновки 10 для индукционного нагрева.The induction heating arrangement 310 includes one flux concentrator 313 having a tubular shape and containing a first body 24 located around the first induction coil 12, a second body 34 located around the second induction coil 14, a first end portion 26 at the first end of the first induction coil. the main part 24, the second end part 28 at the second end of the first and second main parts 24, 34 and the third end part 36 at the first end of the second main part 34. The inner surface 331 of the flow concentrator 313 defines a first annular channel 32 between the first end part 26 and a second end portion 28 and a second annular passage 42 between the second end portion 28 and the third end portion 36. Preferably, the flow concentrator 313 includes separate first and second portions, each of which has a semicircular shape described with reference to FIG. 2 for layout 10 for induction heating.

На Фиг. 6 показан продольный вид в поперечном сечении компоновки 410 для индукционного нагрева в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Компоновка 410 для индукционного нагрева, показанная на Фиг. 6, аналогична компоновке 310 для индукционного нагрева, показанной на Фиг. 5, и подобные номера позиций используются для обозначения подобных частей.In FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of an induction heating arrangement 410 in accordance with a third embodiment of the present invention. The induction heating arrangement 410 shown in FIG. 6 is similar to the induction heating arrangement 310 shown in FIG. 5, and like reference numbers are used to designate like parts.

Компоновка 410 для индукционного нагрева содержит один концентратор 413 потока, содержащий множество отдельных кольцевых сегментов 411, расположенных последовательно для образования трубчатой формы концентратора 413 потока. Множество отдельных кольцевых сегментов 411 содержит первый отдельный кольцевой сегмент 427, образующий первую концевую часть 26 концентратора 413 потока, второй отдельный кольцевой сегмент 429, образующий вторую концевую часть 28 концентратора 413 потока, и третий отдельный кольцевой сегмент 437, образующий третью концевую часть 36 концентратора 413 потока. Множество отдельных кольцевых сегментов 411 также содержит множество первых промежуточных отдельных кольцевых сегментов 425, образующих первую основную часть 24 концентратора 413 потока, и множество вторых промежуточных отдельных кольцевых сегментов 435, образующих вторую основную часть 34 концентратора 413 потока.The induction heating arrangement 410 includes a single flux concentrator 413 containing a plurality of individual annular segments 411 arranged in series to form a tubular shape of the flux concentrator 413. The plurality of individual annular segments 411 includes a first individual annular segment 427 defining a first end portion 26 of the flow concentrator 413, a second individual annular segment 429 defining a second end portion 28 of the flow concentrator 413, and a third individual annular segment 437 defining a third end portion 36 of the flow concentrator 413. flow. The plurality of individual annular segments 411 also includes a plurality of first intermediate individual annular segments 425 forming a first main body 24 of the flow concentrator 413 and a plurality of second intermediate individual annular segments 435 forming a second main body 34 of the flow concentrator 413 .

Следует иметь в виду, что каждый из первого и второго концентраторов 20, 22 потока компоновки 10 для индукционного нагрева на Фиг. 1 может быть образован из множества отдельных кольцевых сегментов таким же образом, как и концентратор 413 потока на Фиг. 6.It should be understood that each of the first and second flow concentrators 20, 22 of the induction heating arrangement 10 in FIG. 1 may be formed from a plurality of individual annular segments in the same manner as flow concentrator 413 in FIG. 6.

Claims

1. An induction heating assembly comprising:

a first induction coil configured to generate a first varying magnetic field when a varying electric current flows through the first induction coil;

a second induction coil configured to generate a second varying magnetic field when a second varying electric current flows through the second induction coil; And

a flux concentrator disposed around the first induction coil to distort the first varying magnetic field generated by the first induction coil, the flux concentrator having a tubular shape and comprising:

- a main part located around the first induction coil, the main part having an inner diameter, a first end and a second end;

- a first end part at the first end of the main part, wherein the first end part has an internal diameter, and the internal diameter of the first end part is smaller than the internal diameter of the main part; And

- a second end part at the second end of the main part, wherein the second end part has an internal diameter, and the internal diameter of the second end part is smaller than the internal diameter of the main part;

wherein the inner surface of the flux concentrator defines an annular channel between the first end portion and the second end portion, the first induction coil being located within the annular channel between the first end portion and the second end portion.

2. The induction heating arrangement of claim 1, wherein the flux concentrator is a first flux concentrator, wherein the main part is a first main part disposed around the first induction coil, wherein the annular channel is a first annular channel, wherein the arrangement for The induction heating device comprises a second flux concentrator disposed around a second induction coil for distorting a second varying magnetic field generated by the second induction coil, the second flux concentrator having a tubular shape and comprising:

a second body portion disposed around the second induction coil, the second body portion having an inner diameter, a first end, and a second end;

a third end portion at the first end of the second main portion, the third end portion having an inner diameter, the inner diameter of the third end portion being smaller than the inner diameter of the second main portion; And

a fourth end portion at a second end of the second main portion, the fourth end portion having an inner diameter, the inner diameter of the fourth end portion being smaller than the inner diameter of the second main portion;

wherein the inner surface of the second flux concentrator defines a second annular channel between the third end portion and the fourth end portion, wherein the second induction coil is located within the second annular channel between the third end portion and the fourth end portion.

3. The induction heating arrangement of claim 1, wherein a flux concentrator is arranged around the first induction coil and the second induction coil for distorting the first and second varying magnetic fields generated by the first and second induction coils, the main body being the first main body, located around the first induction coil, the annular channel being the first annular channel, the flux concentrator further comprising:

a second body portion disposed around the second induction coil, the second body portion having an inner diameter, a first end, and a second end; And

a third end portion at the first end of the second main portion, the third end portion having an inner diameter, the inner diameter of the third end portion being smaller than the inner diameter of the second main portion;

wherein the second end portion is located at the second end of the second main portion such that the second end portion is located between the first main portion and the second main portion;

wherein the inner diameter of the second end part is smaller than the inner diameter of the second main part;

wherein the inner surface of the flux concentrator defines a second annular channel between the second end portion and the third end portion, the second induction coil being located within the second annular channel between the second end portion and the third end portion.

4. The induction heating arrangement of any one of the preceding claims, wherein each induction coil and each corresponding annular channel are arranged concentrically about a longitudinal axis, the cross-sectional shape of each annular channel being U-shaped.

5. Arrangement for induction heating according to any one of paragraphs. 1-3, in which each induction coil and each corresponding annular channel are arranged concentrically about a longitudinal axis, the cross-sectional shape of each annular channel being rectangular.

6. The induction heating arrangement of any one of the preceding claims, wherein each induction coil and each corresponding annular channel are arranged concentrically about a longitudinal axis, each flux concentrator being formed from a separate first part having a semi-circular shape and a separate second part having a semi-circular shape. shape, the first part and the second part together forming a tubular flow concentrator shape.

7. The induction heating arrangement of any one of the preceding claims, wherein each flux concentrator includes a plurality of individual annular segments arranged in series to form a tubular flux concentrator shape.

8. Arrangement for induction heating according to claim 7, containing:

a first distinct annular segment defining a first end portion of the flow concentrator;

a second separate annular segment defining a second end portion of the flow concentrator; And

at least one intermediate separate annular segment forming the main part of the flow concentrator.

9. The induction heating arrangement of claim 8, subject to claim 2, wherein the at least one intermediate individual annular segment is at least one first intermediate individual annular segment defining a first main portion of the first flux concentrator, wherein In this case, the induction heating arrangement additionally contains:

a third separate annular segment defining a third end portion of the second flow concentrator;

a fourth separate annular segment defining a fourth end portion of the second flow concentrator; And

at least one second intermediate separate annular segment defining a second main portion of the second flow concentrator.

10. The induction heating arrangement according to claim 8 depending on claim 3, in which at least one intermediate separate annular segment forming the main part of the flux concentrator contains at least one first intermediate separate annular segment forming the first main portion, and at least one second intermediate individual annular segment defining a second main portion, wherein the induction heating arrangement further comprises a third individual annular segment defining a third end portion of the flux concentrator.

11. The induction heating assembly of any one of the preceding claims, wherein each flux concentrator contains a material having a relative magnetic permeability of at least 5 at a frequency of 6 to 8 megahertz and a temperature of 25 degrees Celsius.

12. The induction heating assembly of any one of the preceding claims, wherein each flux concentrator contains a ferromagnetic material.

13. A device generating an aerosol and containing:

an induction heating arrangement according to any of the previous paragraphs;

power supply; And

a controller configured to supply varying electrical current from a power source to each induction coil.