UA127511C2 - Пристрій, що генерує аерозоль, і спосіб його роботи - Google Patents

Abstract

Пристрій, що генерує аерозоль, містить композитний струмоприймач для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, під час використання, щоб таким чином генерувати аерозоль під час використання. Композитний струмоприймач містить опорну частину й струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина. Пристрій містить індукційний елемент, пристосований для перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання; і вузол драйвера, пристосований для приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму під час використання, щоб таким чином спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача під час використання, таким чином, щоб генерувати аерозоль під час використання. Змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту. Також розкритий спосіб роботи пристрою, що генерує аерозоль. WO/2020/120551 PCT/EP2019/084600

Description

Галузь техніки

Даний винахід стосується пристрою, що генерує аерозоль, і способу його роботи.

Передумови винаходу

У курильних виробах, таких як сигарети, сигари тощо, під час використання спалюється тютюн з утворенням тютюнового диму. Були зроблені спроби запропонувати альтернативи цим виробам шляхом створення продуктів, які вивільняють сполуки без спалювання. Прикладами таких продуктів є так звані продукти, "що нагрівають, але не спалюють", або пристрої чи продукти для нагрівання тютюну, які вивільняють сполуки за допомогою нагрівання, а не спалювання матеріалу. Матеріал може являти собою, наприклад, тютюн або інші нетютюнові продукти, які можуть містити або не містити нікотин.

Сутність винаходу

Згідно з першим аспектом даного винаходу наданий пристрій, що генерує аерозоль, який містить: композитний струмоприймач для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль під час використання, щоб таким чином генерувати аерозоль під час використання, при цьому композитний струмоприймач містить опорну частину й струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина; індукційний елемент, пристосований для перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання; і вузол драйвера, пристосований для приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму під час використання, щоб таким чином спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача під час використання, щоб таким чином генерувати аерозоль під час використання; при цьому змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту.

Необов'язково струмоприймальна частина утворена як покриття на опорній частині. в'язково струмоприймальна частина містить перший лист матеріалу, порна частин

Необов'язково с о альна частина міс е ст матеріалу, а опорна частина містить другий лист матеріалу, виконаний із можливістю прилягання до струмоприймальної частини для підтримання струмоприймальної частини. в'язков порна частина виконан можливіст точування струмоприймальної

Необов'язково опорна частина онана з мо стю оточува с о ально

Зо частини. в'язково струмоприймальна частина має товщину п і не більш мікрон.

Необов'язково с о альна частина має то ос еб е 50 о в'язково струмоприймач має товщину п і не більш мікрон.

Необов'язково с о ач має то ос еб е 20 о в'язково струмоприймальна частина містить магнітний матеріал.

Необов'язково с Ге) альна частина міс ерома атеріа в'язково струмоприймальна частина містить одн ільше з нікелю й кобальту.

Необов'язково с о альна частина міс одне або б е з нікелю й коба

Необов'язково одна або більше додаткових складових являють собою гармоніки основної складової. в'язково перша частот частот в діапазоні від 0, до 2, ; а частот

Необов'язково перша частота є частотою Е апазо 0,5 МГц до 2,5 МГЦ, а частота кожної з однієї або більше додаткових частотних складових дорівнює пЕ, де п являє собою додатне ціле число більше 1.

Необов'язково форма сигналу є однією з по суті трикутної форми сигналу, по суті пилкоподібної форми сигналу та по суті прямокутної форми сигналу.

Необов'язково форма сигналу являє собою біполярну прямокутну форму сигналу.

Необов'язково вузол драйвера містить транзистори, встановлені в конфігурації мостової схеми керування, і виконаний з можливістю керування для забезпечення біполярної прямокутної форми сигналу.

Необов'язково опорна частина містить одне або більше з металу, металевого сплаву, керамічного матеріалу, пластикового матеріалу та паперу.

Необов'язково композитний струмоприймач містить теплостійку захисну частину, при цьому струмоприймальна частина розташована між опорною частиною й захисною частиною.

Необов'язково теплостійка захисна частина являє собою покриття на струмоприймальній частині.

Необов'язково теплостійка захисна частина містить одне або більше з керамічного матеріалу, нітриду металу, нітриду титану та алмазу.

Необов'язково композитний струмоприймач є по суті пласким.

Необов'язково композитний струмоприймач є по суті трубчастим.

Необов'язково пристрій містить матеріал, що генерує аерозоль, при цьому матеріал, що генерує аерозоль, перебуває у тепловому контакті з композитним струмоприймачем.

Необов'язково матеріал, що генерує аерозоль, містить тютюн та/або один або більше зволожувачів.

Згідно з другим аспектом даного винаходу представлений спосіб роботи пристрою, що генерує аерозоль, пристрій, що генерує аерозоль, містить композитний струмоприймач, пристосований для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, щоб таким чином генерувати аерозоль, композитний струмоприймач містить опорну частину та струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина; пристрій додатково містить індукційний елемент, призначений для перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину; при цьому спосіб включає: приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму, щоб таким чином спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача, щоб таким чином генерувати аерозоль; при цьому змінний струм має форму сигналу, яка містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту.

Необов'язково одна або більше додаткових частотних складових являють собою гармоніки основної частотної складової.

Необов'язково перша частота є частотою Е в діапазоні від 0,5 МГц до 2,5 МГц, а частота кожної з однієї або більше додаткових частотних складових дорівнює пЕ, де п являє собою додатне ціле число більше 1.

Необов'язково форма сигналу є однією з трикутної форми сигналу, пилкоподібної форми сигналу й прямокутної форми сигналу.

Необов'язково форма сигналу являє собою біполярну прямокутну форму сигналу.

Необов'язково пристрій, що генерує аерозоль, являє собою пристрій, що генерує аерозоль, згідно з першим аспектом.

Стислий опис графічних матеріалів

Додаткові характеристики і переваги будуть описані нижче лише як приклад із посиланням на додані графічні матеріали, на яких: на фіг. 1 схематично проілюстрований пристрій, що генерує аерозоль, згідно з прикладом; на фіг. 2 схематично проілюстрований композитний струмоприймач згідно з першим прикладом; на фіг З схематично проілюстрований композитний струмоприймач згідно з другим прикладом; на фіг. 4 схематично проілюстрована частина пристрою, що генерує аерозоль, за фіг. 1; на фіг. 5 схематично проілюстрована частина вузла драйвера згідно з прикладом; на кожній з фіг. ба, бс, бе, 69 і бі схематично проілюстрований графік струму в залежності від часу для різних форм сигналу змінного струму; на кожній з фіг. бр, ба, 61, б6п ї б) схематично проілюстрований графік рознесення частоти частотних складових форм сигналу змінного струму за фіг. ба, бс, бе, 69 і бі відповідно; і на фіг. 7 схематично проілюстрований спосіб роботи пристрою, що генерує аерозоль, згідно з прикладом.

Докладний опис

Індукційне нагрівання являє собою процес нагрівання електропровідного об'єкта (або струмоприймача) за допомогою електромагнітної індукції. Індукційний нагрівач може містити індукційний елемент, такий як електромагніт, і схему для проходження перемінного електричного струму, такого як змінний електричний струм, через електромагніт. Перемінний електричний струм в електромагніті створює перемінне магнітне поле. Перемінне магнітне поле проникає крізь струмоприймач, належним чином розташований відносно електромагніту, генеруючи вихрові струми всередині струмоприймача. Струмоприймач характеризується електричним опором вихровим струмам, і отже потік вихрових струмів, що долає цей опір, зумовлює нагрівання струмоприймача за допомогою джоулевого нагрівання. У випадках, коли струмоприймач містить феромагнітний матеріал, такий як залізо, нікель або кобальт, тепло також може генеруватися за допомогою втрат на магнітний гістерезис у струмоприймачі, тобто за допомогою зміни орієнтації магнітних диполів в магнітному матеріалі в результаті їх вирівнювання по лініях перемінного магнітного поля.

Під час індукційного нагрівання порівняно, наприклад, з нагріванням за допомогою теплопровідності, тепло генерується всередині струмоприймача, забезпечуючи можливість швидкого нагрівання. Крім того, наявність будь-якого фізичного контакту між індукційним нагрівачем та струмоприймачем є необов'язковою, що забезпечує більшу свободу під час конструювання та застосування.

Індукційний нагрівач може містити КІС схему, яка містить опір (К), забезпечений резистором, індуктивність (Ї), забезпечену індукційним елементом, наприклад, бо електромагнітом, який може бути призначеним для нагрівання за допомогою індукції струмоприймача, та ємність (С), що забезпечується конденсатором, наприклад під'єднаним послідовно або паралельно. У деяких випадках опір забезпечується за допомогою омічного опору частин схеми, що з'єднують індуктор і конденсатор, і, таким чином, КС схема не потребує обов'язкового включення резистора як такого. Така схема може називатися, наприклад, С схемою. Такі схеми можуть демонструвати електричний резонанс, який проявляється на певній резонансній частоті, коли уявні частини повних опорів або повних провідностей елементів схеми анулюють одна одну. Резонанс зустрічається у КІС або ІС схемі, оскільки магнітне поле, що зникає, індуктора генерує електричний струм у його обмотці, що заряджає конденсатор, при цьому розряджання конденсатора забезпечує електричний струм, який створює магнітне поле в індукторі. Коли схема приводиться в дію на резонансній частоті, послідовний імпеданс індуктора й конденсатора є мінімальним, а струм схеми є максимальним. Приведення в дію КІ С або І С схеми на резонансній частоті або близько від неї може, таким чином, забезпечити ефективне та/або доцільне індуктивне нагрівання.

На фіг. 1 схематично проілюстрований пристрій 100, що генерує аерозоль, згідно з прикладом. Пристрій 100 являє собою пристрій 100, що генерує аерозоль. Пристрій 100, що генерує аерозоль, є ручним. Пристрій 100, що генерує аерозоль, містить джерело 104 живлення постійного струму, у цьому прикладі батарею 104, вузол 106 драйвера, індукційний елемент 108, композитний струмоприймач 110 і матеріал 116, що генерує аерозоль.

У цілому композитний струмоприймач 110 (який містить опорну частину й струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина, описані детальніше далі) пристосований для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, під час використання, для генерування аерозолю під час використання, індукційний елемент 108 призначений для перенесення індукційної енергії в щонайменше струмоприймальну частину композитного струмоприймача 110 під час використання, а вузол 106 драйвера пристосований для приведення в дію індукційного елемента 108 за допомогою змінного струму, застосовуваного таким чином, щоб спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину композитного струмоприймача 110 під час використання, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача 110 під час використання, щоб таким чином генерувати аерозоль під час використання. Змінний

Зо струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту.

Наприклад, форма сигналу може бути по суті прямокутною формою сигналу.

У загальних рисах приведення в дію індукційного елемента за допомогою струму, який має деяку форму сигналу, що містить основну частотну складову й одну або більше додаткових частотних складових більш високої частоти, у свою чергу приводить до того, що змінне магнітне поле, створюване індукційним елементом, містить основну частотну складову й одну або більше додаткових частотних складових більш високої частоти. Глибина проникання (тобто характерна глибина, на яку змінне магнітне поле, створюване індукційним елементом 108, проникає в струмоприймальну частину, щоб спричиняти індукційне нагрівання) зменшується із збільшенням частоти змінного магнітного поля. Отже, глибина проникання для високочастотних складових менша за глибину проникання для основної частотної складової. Використання форми сигналу, яка містить основну частотну складову й одну або більше високочастотних складових, може таким чином забезпечити більшу частку перенесення індукційної енергії з індукційного елемента на струмоприймач для виникнення на відносно малій глибині від поверхні струмоприймача, наприклад у порівнянні з використанням тільки основної частоти. Це може забезпечити можливість зменшення товщини струмоприймальної частини, зберігаючи при цьому задану ефективність перенесення енергії, що може, у свою чергу, знизити вартість струмоприймальної частини (та/або збільшити ефективність виробництва струмоприймальної частини). Альтернативно або додатково це може забезпечити можливість збільшення ефективності перенесення енергії для заданої товщини струмоприймальної частини (наприклад, такої, де глибина проникання може в іншому випадку бути більшою за товщину струмоприймальної частини), що може, у свою чергу, покращити ефективність нагрівання.

Таким чином може бути забезпечений покращений пристрій, що генерує аерозоль, і спосіб створення аерозолю.

Повернімося до фіг. 1, джерело живлення 104 постійного струму електрично з'єднано з вузлом 106 драйвера. Джерело 104 живлення постійного струму призначене для подачі електричної енергії постійного струму на вузол 106 драйвера. Вузол 106 драйвера електрично з'єднаний з індукційним елементом 108. Вузол 106 драйвера пристосований для перетворення вхідного постійного струму від джерела 104 живлення постійного струму на змінний струм. бо Вузол 106 драйвера пристосований для приведення в дію індукційного елемента 108 за допомогою змінного струму. Іншими словами, вузол 106 драйвера пристосований для пропускання змінного струму через індукційний елемент 108, щоб спричиняти протікання змінного струму через індукційний елемент 106.

Індукційний елемент 108 може являти собою, наприклад, електромагніт, наприклад котушку або соленоїд, який може бути, наприклад, пласким і може бути утворений наприклад із міді.

Індукційний елемент 108 пристосований для перенесення індукційної енергії у композитний струмоприймач 110 під час використання (тобто у щонайменше струмоприймальну частину композитного струмоприймача 110, як описано детальніше нижче). Аналогічним чином, композитний струмоприймач 110 розташований відносно індукційного елемента 108 для перенесення індукційної енергії від індукційного елемента 108 у композитний струмоприймач 110.

Індукційний елемент 108, через який подається змінний струм, спричиняє нагрівання композитного струмоприймача 110 за допомогою джоулевого тепла та/або за допомогою нагрівання внаслідок магнітного гістерезису, як описано вище. Наприклад, композитний струмоприймач 110 перебуває у тепловому контакті з матеріалом 116, що генерує аерозоль, (тобто пристосований для нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, наприклад, шляхом контактного нагрівання, конвекційного нагрівання та/або нагрівання випромінюванням для генерування аерозолю під час використання). У деяких прикладах композитний струмоприймач 110 ї матеріал 116, що генерує аерозоль, утворюють єдиний блок, який може вставлятися у пристрій 100, що генерує аерозоль, та/або видалятися з нього, і може бути одноразовим. У деяких прикладах індукційний елемент 108 може бути виконаним з можливістю видалення з пристрою 100, наприклад, для заміни. Пристрій 100, що генерує аерозоль, може бути пристосованим для нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, для генерування аерозолю для вдихання користувачем.

Слід зазначити, що в контексті даного документа, термін "матеріал, що генерує аерозоль" включає матеріали, що забезпечують леткі компоненти після нагрівання, зазвичай у формі пари або аерозолю. "Матеріал, що генерує аерозоль" може являти собою матеріал, який не містить тютюну, або матеріал, який містить тютюн. Наприклад, матеріал, що генерує аерозоль, може бути тютюном або містити тютюн. Матеріал, що генерує аерозоль, може, наприклад, включати

Зо одне або більше з власне тютюну, похідних тютюну, розширеного тютюну, відновленого тютюну, тютюнового екстракту, гомогенізованого тютюну або замінників тютюну. Матеріал, що генерує аерозоль, може бути у формі подрібненого тютюну, різаного тютюнового листя, пресованого тютюну, відновленого тютюну, відновленого матеріалу, рідини, гелю, гелеподібного листа, порошку або агломератів, або тому подібне. Матеріал, що генерує аерозоль, також може включати інші нетютюнові продукти, які, залежно від продукту, можуть містити або можуть не містити нікотин. Матеріал, що генерує аерозоль, може містити один або більше зволожувачів, таких як гліцерин та/або пропіленгліколь.

Як показано на фіг. 1, пристрій 100, що генерує аерозоль, містить зовнішню основну частину 112, в якій розміщена батарея 104, вузол 106 драйвера, індукційний елемент 108, композитний струмоприймач 110 і матеріал 116, що генерує аерозоль. Зовнішня основна частина 112 містить мундштук 114, щоб дозволити аерозолю, згенерованому за використання, виходити з пристрою 100. У деяких варіантах реалізації, однак, матеріал 116, що генерує аерозоль, і мундштук 114 можуть бути надані в комбінованій конструкції, яку вставляють у пристрій 100 (наприклад, трубка з ообгорнутого папером тютюну або тютюновмісного матеріалу, який містить фільтрувальний матеріал на одному кінці).

Під час використання користувач може активувати, наприклад, за допомогою кнопки (не показана) або детектора затяжок (не показаний), який сам по собі відомий, схему 106, щоб спричиняти пропускання змінного струму через індукційний елемент 108, таким чином нагріваючи за допомогою індукції композитний струмоприймач 116, який, у свою чергу, може нагрівати матеріал 116, що генерує аерозоль, і таким чином спричиняє генерування аерозолю матеріалом 116, що генерує аерозоль. Аерозоль генерується у повітря, що втягується у пристрій 100 зі впускного отвору для повітря (не показаний), і таким чином подається на мундштук 114, де аерозоль виходить з пристрою 100.

Вузол 106 драйвера, індукційний елемент 108, композитний струмоприймач 110 та/або пристрій 100 в цілому можуть бути призначені для нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, у діапазоні температур для випаровування щонайменше одного компонента матеріалу, що генерує аерозоль, без спалювання матеріалу 116, що генерує аерозоль.

Наприклад, діапазон температур може становити від приблизно 50 "С до приблизно 350 "С, наприклад, від приблизно 100 "С до приблизно 250 "С, від приблизно 150 "С до приблизно бо 230 "С. У деяких прикладах діапазон температур становить від приблизно 170 "С до приблизно

220 "С. У деяких прикладах, діапазон температур може бути іншим, ніж цей діапазон, і верхня межа діапазону температур може бути більшою за 300 "С.

Звернімося тепер до фіг. 2, на ній показаний наведений як приклад композитний струмоприймач 210. Наведений як приклад композитний струмоприймач 210 може бути використаний як композитний струмоприймач 110 у пристрої 100, що генерує аерозоль, описаному із посиланням на фіг. 1. Композитний струмоприймач 210 може бути по суті пласким (як показано на фіг. 2). В інших прикладах композитний струмоприймач 210 може бути по суті трубчастим. Наприклад, композитний струмоприймач 210 може оточувати матеріал, що генерує аерозоль (не показаний на фіг. 2), тобто матеріал, що генерує аерозоль, може бути розміщений всередині трубчастого композитного струмоприймача 210. Як інший приклад, матеріал, що генерує аерозоль, може бути розташований навколо трубчастого композитного струмоприймача 210 таким чином, щоб оточувати трубчастий композитний струмоприймач 210. Трубчастість композитного струмоприймача 210 може сприяти покращенню теплової ефективності матеріалу, що генерує аерозоль.

Композитний струмоприймач 210 містить опорну частину 222 й струмоприймальну частину 224. Струмоприймальна частина 224 підтримується опорною частиною 222 (тобто опорна частина 222 підтримує струмоприймальну частину 224). Струмоприймальна частина 224 здатна до перенесення індукційної енергії за допомогою індукційного елемента (наприклад 106 за фіг. 1) таким чином, що змінне магнітне поле, створюване індукційним елементом, спричиняє нагрівання струмоприймальної частини 224 за допомогою індукції, наприклад за допомогою джоулевого тепла та/або за допомогою нагрівання внаслідок магнітного гістерезису, як описано вище (тобто струмоприймальна частина 224 діє як струмоприймач під час використання).

Струмоприймальна частина 224 може містити електропровідний матеріал, такий як метал та/або провідний полімер. Струмоприймальна частина може містити феромагнітний матеріал, наприклад один або обидва з нікелю й кобальту. У деяких прикладах опорна частина 222 може також по суті діяти як струмоприймач. В інших прикладах опорна частина 222 може по суті не нагріватися за допомогою індукції. Опорна частина 222 може містити один або більше з металу, металевого сплаву, керамічного матеріалу, пластикового матеріалу та паперу. Наприклад, опорна частина 222 може являти собою або містити нержавіючу сталь, алюміній, сталь, мідь

Зо та/або високотемпературні (тобто теплостійкі) полімери, такі як поліетететеркетон (РЕЕК), та/або каптон, та/або поліамідні смоли, такі як 2уїе! Ф НТМ.

Струмоприймальна частина 224 може бути утворена як покриття на опорній частині 222.

Наприклад, струмоприймальна частина 224 може бути покрита феромагнітним матеріалом, наприклад нікелем та/або кобальтом. Наприклад, покриття може бути утворене за допомогою нанесення покриття хімічним способом, наприклад електрохімічного покриття, та/або вакуумним випарюванням матеріалу струмоприймальної частини 224 на опорну частину 222. У деяких прикладах товщина струмоприймальної частини 204 може бути по суті не більше 50 мікрон, наприклад не більше 20 мікрон, наприклад від приблизно 10 до 20 мікрон, наприклад приблизно 15 мікрон або наприклад декілька мікрон.

Композитний струмоприймач 110, який містить струмоприймальну частину 204 з феромагнітного матеріалу, такого як нікель або кобальт (наприклад на стороні композитного струмоприймача 110, зверненій у бік індукційного елемента 108), може забезпечити можливість зробити струмоприймальну частину 204 відносно тонкою, у той же час виконуючи аналогічне поглинання індукційної енергії, як більш товстої плити з м'якої сталі, наприклад. Кобальт може бути переважним, оскільки він має більш високу магнітну проникність і, отже, може забезпечувати покращене поглинання індукційної енергії. Крім того, кобальт має вищу температуру Кюрі, ніж нікель (приблизно 1120-1127 градусів Цельсія для кобальту проти 353-- 354 градусів Цельсія для нікелю). За температури Кюрі або поблизу неї магнітна проникність матеріалу струмоприймача може зменшуватися або ставати рівною нулю, а здатність матеріалу нагріватися під час його пронизування перемінним магнітним полем також може зменшуватися або ставати рівною нулю. Температура Кюрі кобальту може перевищувати нормальні робочі температури під час індукційного нагрівання пристрою 100, що генерує аерозоль, а отже, вплив зниженої магнітної проникності може бути менш помітним (або невидимим) під час нормальної роботи, у випадку використання кобальту, у порівнянні з випадком використання нікелю. Як зазначено вище, опорна частина 222 композитного струмоприймача 210 не повинна взаємодіяти із застосованим перемінним магнітним полем для генерування теплоти з метою нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, а скоріше тільки для підтримання струмоприймальної частини 222. Відповідно, опору можна виконати з будь-якого придатного теплостійкого матеріалу. Наведеними як приклад матеріалами є алюміній, сталь, мідь та бо високотемпературні, такі як поліетеретеркетон (РЕЕК), каптон або папір.

Використання матеріалу струмоприймача малої товщини, наприклад феромагнітного матеріалу, такого як нікель або кобальт, може забезпечити використання невеликої кількості матеріалу струмоприймача, що може забезпечити можливість більш ефективного/здешевленого виробництва струмоприймача. Застосування тільки відносно тонкого матеріалу струмоприймача може призводити до створення струмоприймача, схильного до пошкодження, наприклад через крихкість таких матеріалів за товщини в діапазоні десятків мікрон. Однак за наявності підтримуваної струмоприймальної частини 224, наприклад утвореної як покриття або такої, що має оточення, опорна частина 222 може забезпечувати можливість виготовлення недорогого струмоприймача, але такого, який є відносно стійким до пошкоджень. Як зазначено вище, оскільки опорна частина 222 не повинна обов'язково забезпечувати функцію сприйнятливості до індукційного нагрівання, опорна частина 222 може бути виконана з більш широкого спектру теплостійких матеріалів, таких як метал, металевий сплав, керамічний матеріал і пластиковий матеріал, які можуть бути відносно недорогими. Отже, композитний струмоприймач 210 може бути виконаний відносно недорогим.

Звернімося тепер до фіг. З, там схематично показаний приклад композитного струмоприймача 310. Наведений як приклад композитний струмоприймач 210 може бути використаний як композитний струмоприймач 110 у пристрої 100, що генерує аерозоль, описаному із посиланням на фіг. 1. Композитний струмоприймач 310, показаний на фіг. 3, може бути таким самим, що і наведений як приклад струмоприймач 210, описаний вище із посиланням на фіг 2, за винятком того, що композитний струмоприймач 310, показаний на фіг.

З, містить теплостійку захисну частину 326. Композитний струмоприймач 310 містить опорну частину 322 (яка може бути такою ж як опорна частина 222 композитного струмоприймача 210 за фіг. 2, або подібною до неї), і струмоприймальну частину 324 (яка може бути такою ж як струмоприймальна частина 224 композитного струмоприймача 210 за фіг. 2, або подібною до неї). У цьому прикладі струмоприймальна частина 324 розташована між опорною частиною 322 і захисною частиною 326.

Теплостійка захисна частина 326 може являти собою покриття на струмоприймальній частині 324. Теплостійка захисна частина 326 може містити один або більше з керамічного матеріалу, нітриду металу, нітриду титану та алмазоподібного вуглецю. Наприклад, нітрид

Зо титану та/"або алмазоподібний вуглець можуть бути нанесені як покриття з використанням фізичного осадження із парової фази. Захисна частина 326 може захищати струмоприймальну частину 324 від хімічної корозії, такої як окиснення поверхні, яка в іншому випадку має схильність до виникнення, наприклад у результаті індукційного нагрівання композитного струмоприймача, і яка в іншому випадку може скоротити строк експлуатації композитного струмоприймача 310. Захисна частина 326 може альтернативно або додатково захищати струмоприймальну частину 324 від механічного зношування, яке в іншому випадку може скоротити строк експлуатації композитного струмоприймача. Захисна частина 326 може альтернативно або додатково зменшувати втрати теплоти від струмоприймальної частини 324, які в іншому випадку можуть бути втрачені в навколишньому середовищі, а отже захисна частина 326 може покращити теплову ефективність композитного струмоприймача 310.

Наприклад, коли струмоприймальна частина 324 складається з феромагнітного матеріалу, такого як кобальт або нікель, струмоприймальна частина 324 зі збільшенням температури може ставати все більш сприйнятливою до окиснення. Це може збільшувати втрати теплоти внаслідок випромінювання за рахунок збільшення відносної випромінювальної здатності (єг) відносно неокисненої металевої поверхні, збільшуючи швидкість, з якою втрачається енергія через випромінювання. Якщо випромінювана енергія втрачається в навколишньому середовищі, тоді таке випромінювання може зменшити енергоефективність системи. Окиснення може також зменшити стійкість струмоприймальної частини 324 до хімічної корозії, що може призвести до скорочення терміну служби нагрівального елемента. Теплостійка захисна частина 326 може знижувати такий вплив. Як зазначено вище, у деяких прикладах захисна частина 326 може бути нанесена за допомогою фізичного осадження із парової фази, але в інших прикладах захисна частина 326 може бути забезпечена за допомогою хімічної обробки струмоприймальної частини 324 для стимуляції росту захисної плівки над струмоприймальною частиною 324, або утворення захисного оксидного шару з використанням такого способу, як анодування. У деяких прикладах струмоприймальна частина може бути інкапсульована, наприклад, теплостійка захисна частина 326 і опорна частина 322 можуть разом інкапсулювати струмоприймальну частину 324. У деяких прикладах теплостійка захисна частина 326 може інкапсулювати струмоприймальну частину 324 й опорну частину 322. У деяких прикладах теплостійка захисна частина 326 може мати низьку електропровідність або не мати її взагалі, що може не допускати індукування електричних струмів у теплостійкій захисній частині 326, а не в струмоприймальній частині 324.

На фіг. 4 схематично зображені більш детально деякі компоненти пристрою 100, описаного вище, із посиланням на фіг. 1, згідно з прикладом. Компоненти, які є такими ж, як і компоненти, описані вище з посиланням на фіг.1, або подібні до них, мають однакові посилальні номери і не будуть детально описуватися знову.

Звернімося до фіг. 4, вузол 106 драйвера містить драйвер 432 і контролер 430 драйвера.

Драйвер 432 електрично з'єднаний з батареєю 104. Зокрема, драйвер 432 з'єднаний з позитивним електродом батареї 104, що забезпечує відносно високий електричний потенціал км 434, і з негативним електродом батареї або з землею, що забезпечує відносно низький або негативний потенціал ЗМО 436 або його відсутність. Таким чином, на драйвері 432 створюється напруга.

Драйвер 432 електрично з'єднаний з індукційним елементом 108. Індукційний елемент може мати індуктивність Г. Драйвер 432 може бути електрично з'єднаний з індукційним елементом 108 за допомогою схеми, яка містить конденсатор (не показаний), що має ємність С, і індукційний елемент 108, під'єднаний послідовно, тобто послідовної І С схеми.

Драйвер 432 пристосований для забезпечення, виходячи зі вхідного постійного струму від батареї 104, змінного струму на індукційний елемент 108 під час використання. Драйвер 432 електрично з'єднаний з контролером 430 драйвера, який містить, наприклад, логічну схему.

Контролер 430 драйвера призначений для керування драйвером 432 або його компонентами з метою забезпечення вихідного змінного струму, виходячи зі вхідного постійного струму. В одному прикладі, як описано детальніше нижче, контролер 430 драйвера може бути призначений для керування поданням потенціалу перемикання на транзистори драйвера 432 у різні часові періоди, щоб змушувати драйвер 432 виробляти змінний струм. Контролер 430 драйвера може бути електрично з'єднаний з батареєю 104, від якої може бути одержаний потенціал перемикання.

Контролер 430 драйвера може бути пристосований для керування частотою змінного струму, пропущеного через індукційний елемент 108. Як зазначено вище, С схеми можуть демонструвати резонанс. Контролер 208 драйвера може керувати частотою змінного струму,

Зо пропущеного через послідовну С схему, яка містить індукційний елемент 108, щоб бути на резонансній частоті ЇС схеми або близько від неї. Наприклад, частота драйвера може перебувати в МГц (мегагерцовому) діапазоні, наприклад у діапазоні від 0,5 до 2,5 МГЦ, наприклад 2 МГц. Слід розуміти, що можуть бути використані інші частоти, наприклад у залежності від конкретної схеми (та/або її компонентів) та/або використовуваного струмоприймача 110. Наприклад, слід розуміти, що резонансна частота схеми може залежати від індуктивності Ї ї ємності С схеми, які, у свою чергу, можуть залежати від індуктора 108, конденсатора (не показаний) і струмоприймача 110, що використовуються. Слід зазначити, що в деяких прикладах ємність може бути нульовою або близькою до нуля. У таких прикладах резонансною поведінкою схеми можна знехтувати.

Вузол 106 драйвера може бути пристосований для керування формою сигналу створеного змінного струму. В одному прикладі, як описано більш детально нижче, форма сигналу може бути прямокутною формою сигналу, наприклад біполярною прямокутною формою сигналу. В інших прикладах форма сигналу може бути трикутною формою сигналу, або пилкоподібною формою сигналу, або насправді будь-якою формою сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту. У цьому зв'язку основна частота форми сигналу являє собою частоту драйвера І С схеми.

Під час використання, коли контролер 430 драйвера активований, наприклад користувачем, контролер 430 драйвера може керувати драйвером 432 для пропускання змінного струму через індукційний елемент 108, таким чином нагріваючи за допомогою індукції струмоприймач 110 (який потім може нагрівати матеріал, що генерує аерозоль (не показаний на фіг. 4), для утворення аерозолю для вдихання користувачем, наприклад).

Звернімося тепер до фіг. 5, там схематично показаний більш детально драйвер 432 згідно з прикладом. Драйвер 432, показаний на фіг. 5, може бути використаний як драйвер 432, описаний вище із посиланням на фіг. 4, та/або може бути використаний як частина вузла 106 драйвера, описаного вище із посиланням на фіг. 1 та/або фіг. 4. У цьому прикладі драйвер 432 являє собою драйвер 432 з мостовою схемою керування. Драйвер 432 містить декілька транзисторів, у цьому прикладі чотири транзистори 01, 02, 03, 04, скомпоновані у конфігурації з мостовою схемою керування (слід зазначити, що транзистори, скомпоновані або підключені в бо конфігурації з мостовою схемою керування, можуть також називатися Н-мостом). Конфігурація з мостовою схемою керування містить пару транзисторів СО1, 02 на стороні з високою напругою і пару транзисторів 03, 04 на стороні з низькою напругою. Перший транзистор О1 з пари на стороні з високою напругою електрично суміжний з третім транзистором О3 з пари на стороні з низькою напругою, а другий транзистор 02 з пари на стороні з високою напругою електрично суміжний з четвертим транзистором з пари на стороні з низькою напругою. Пара на стороні з високою напругою призначена для приєднання до першого електричного потенціалу ях м 434, що перевищує другий електричний потенціал ЗМО 436, до якого має приєднуватися пара на стороні з низькою напругою. У цьому прикладі драйвер 432 призначений для підключення джерела 104 живлення постійного струму (не показаного на фіг. 5) через першу точку 545 між парою 304 транзисторів 01, 02 на стороні з високою напругою і другою точкою 546 між парою 306 транзисторів 03, 04 на стороні з низькою напругою. Тому під час використання встановлюється різниця потенціалів між першою точкою 545 і другою точкою 546.

Драйвер 432, показаний як приклад на фіг. 5, електрично з'єднаний з індукційним елементом 108 ї призначений для його приведення в дію. Зокрема, індукційний елемент 108 підключений через третю точку 548 між одним із пари транзисторів 02 на стороні з високою напругою і одним із пари транзисторів 04 на стороні з низькою напругою і четверту точку 547 між другим із пари транзисторів О1 на стороні з високою напругою і другим із другої пари транзисторів ОЗ на стороні з низькою напругою.

У цьому прикладі кожний транзистор є польовим транзистором О1, 02, 23, 04, керованим потенціалом перемикання, забезпечуваним контролером драйвера (не показаним на фіг. 5), через лінії 541, 542, 543, 544 керування відповідно, щоб по суті дозволити струму проходити через них під час використання. Наприклад, кожний польовий транзистор 01, 02, 03, 04 розташований таким чином, що, коли потенціал перемикання забезпечений на польовому транзисторі 01, 02, 233, 04, тоді польовий транзистор О1, 02, 233, 04 по суті дозволяє струму проходити через себе, а коли потенціал перемикання не забезпечений на польовому транзисторі 01, 02, 23, 04, тоді польовий транзистор О1, 002, 233, 04 по суті не допускає проходження через себе струму.

У цьому прикладі контролер драйвера (не показаний на фіг. 5, але контролер 430 драйвера показаний на фіг. 4) призначений для керування подачею потенціалу перемикання на кожний польовий транзистор незалежно через лінії подачі 541, 542, 543, 544, щоб, таким чином, здійснювати незалежне керування перебуванням кожного відповідного транзистора О1, 02, ОЗ, 04 у ввімкненому режимі ("оп", тобто режимі з низьким опором, коли струм проходить через нього) або у вимкненому режимі ("оїй", тобто режимі з високим опором, коли струм по суті не проходить через нього).

Регулювання часового періоду дозволяє подавати потенціал перемикання на відповідні польові транзистори 01, 002, 93, 04, контролер 430 драйвера може приводити до подавання змінного струму на індукційний елемент 108. Наприклад, у перший часовий період контролер 430 драйвера може перебувати у першому режимі перемикання, де потенціал перемикання забезпечується на першому і четвертому польових транзисторах О1, 04, але не забезпечується на другому і третьому польових транзисторах 02, 203. Отже, перший і четвертий польові транзистори 01, 24 перебуватимуть у режимі з низьким опором, при цьому другий і третій польові транзистори 02, 03 перебуватимуть у режимі з високим опором. Відповідно, у цей перший часовий період струм буде протікати з першої точки 545 драйвера 432, через перший польовий транзистор О1, через індукційний елемент 108 у першому напрямку (зліва направо у сенсі зображеного на фіг. 5), через четвертий польовий транзистор 24 до другої точки 546 драйвера 432. Однак у другий часовий період контролер 430 драйвера може перебувати у другому режимі перемикання, де потенціал перемикання забезпечується на другому і третьому польових транзисторах 02, 03, але не забезпечується на першому і четвертому польових транзисторах 01, 04. Отже, другий і третій польові транзистори 02, 03 перебуватимуть у режимі з низьким опором, при цьому перший і четвертий польові транзистори 01, 04 перебуватимуть у режимі з високим опором. Відповідно, у цей другий часовий період струм буде протікати з першої точки 545 драйвера 432, через другий польовий транзистор 02, через індукційний елемент 108 у другому напрямку, протилежному першому напрямку (тобто справа наліво у сенсі зображеного на фіг. 5), через третій польовий транзистор ОЗ до другої точки 546 драйвера 432. Завдяки перемиканню між першим і другим станами перемикання, таким чином, контролер 430 драйвера може керувати драйвером 432 для забезпечення (тобто пропускання) змінного струму через індукційний елемент 108. Отже, вузол 106 приведення в дію може, як наслідок, пропускати змінний струм через індукційний елемент 108.

У цьому прикладі змінний струм, пропущений через індукційний елемент 108, може мати по бо суті прямокутну форму сигналу. Зокрема, змінний струм буде мати по суті біполярну прямокутну форму сигналу (тобто форма сигналу змінного струму має і першу по суті прямокутну частину для позитивних значень струму (тобто струму, що протікає у першому напрямку за перший часовий період), і другу по суті прямокутну частину для негативних значень струму (тобто струму, що протікає у другому напрямку протилежно першому напрямку за другий часовий період). Як описано детальніше нижче, однак, в іншому прикладі, інші вузли 106 драйвера можуть бути використані для створення змінного струму, що має інші форми. Наприклад, вузол 106 драйвера може містити генератор сигналу, такий як функційний генератор або генератор сигналів довільної форми з можливістю генерування одного або більше типів форм сигналу, які можуть бути використані після цього, наприклад з відповідними підсилювачами, щоб спричиняти протікання змінного струму в індукційному елементі 108 відповідно до такої форми сигналу.

Звернімося тепер до фіг. ба-б) на кожній з фіг. бр, ба, 6бї, бп ї б) схематично проілюстрований графік рознесення частоти частотних складових форм сигналу змінного струму за фіг. ба, бс, бе, 64 і бі, відповідно.

Фіг. ба схематично ілюструє синусоїдну форму сигналу змінного струму І в залежності від часу ї. Синусоїдна форма сигналу має частоту Е, іншими словами, на фіг. ба струм І змінюється в залежності від часу ї, згідно з рівнянням І-5іп(2тЕО. На фіг. 606 схематично проілюстрований графік рознесення частоти частотних складових синусоїдної форми сигналу на фіг. ба. Іншими словами, графік на фіг. 665 можна вважати репрезентативним для перетворення Фур'є форми сигналу за фіг. 65. Зокрема, фіг. 665 графічно показує залежність амплітуди А форми сигналу від частоти Її. На схематичному графіку за фіг. 65 амплітуда А була нормалізована так, щоб вона становила 1 для найбільшої амплітуди А спектра. Графік за фіг. 60 ілюструє, що чиста синусоїдна форма сигналу за фіг. ба має тільки одну частотну складову на частоті ЕР. Іншими словами, вся амплітуда або енергія синусоїдної форми сигналу за фіг. ба міститься на частоті Е, тобто основній частотній складовій форми сигналу.

Фіг. бс схематично ілюструє графік іншої наведеної як приклад форми сигналу змінного струму І в залежності від часу Її. У цьому прикладі форма сигналу містить основну синусоїдну складову, яка має частоту Е, а також додаткову синусоїдну складову, яка має частоту 2Е.

Іншими словами, на фіг. бс струм І змінюється в залежності від часу ї згідно з рівнянням І-5іп

Зо (2) ж Взіп(2т2РУ), де В є довільною сталою. На фіг. 65 схематично проілюстрований графік рознесення частоти (тобто частоти Її у залежності від амплітуди А) частотних складових форми сигналу на фіг. бс. Як і раніше, амплітуда А була нормалізована так, щоб вона становила 1 для найбільшої амплітуди А спектра. Графік за фіг. ба ілюструє, що форма сигналу за фіг. бс має основну частотну складову, яка має частоту Е, і додаткову частотну складову, яка має частоту 2. Як проілюстровано, деяка частина амплітуди або енергії форми сигналу за фіг. бс міститься на частоті Е, тобто основній частотній складовій форми сигналу, а деяка частина амплітуди або енергії форми сигналу міститься на частоті 2Е (тобто на частоті, що вдвічі більша за частоту КЕ).

Фіг. бе схематично ілюструє графік іншого прикладу форми сигналу змінного струму І в залежності від часу ї. У цьому прикладі форма сигналу являє собою прямокутну форму сигналу, зокрема, біполярну прямокутну форму сигналу (тобто таку, де форма сигналу містить прямокутну частину потоку позитивного струму, за якою слідує прямокутна частина потоку негативного струму). У цьому прикладі прямокутна форма сигналу має основну частоту Р. Як відомо, розкладання Фур'є прямокутної форми містить суму (оптимально -- безкінечну суму, але фактично не безкінечну) синусоїдних хвиль, що включає основну частотну складову на частоті

Е, і додаткові частотні складові на непарних цілих К кратних Е, де відносні амплітуди частотних складових задані 1/К. Наприклад, якщо амплітуда основної частотної складової частоти Е узята як 1, то амплітуда першої додаткової частотної складової на частоті ЗЕ становитиме 1/3, амплітуда другої частотної складової на частоті 5Е становитиме 1/5, амплітуда третьої частотної складової на частоті 7Є становитиме 1/7 і так далі. Для зручності посилання ця послідовність може бути представлена згідно з правилом (Е)1/3(3Е)-1/5(5Е)--1/7(7Е) к.... На фіг. б схематично проілюстрований графік рознесення частоти (тобто частоти ї у залежності від амплітуди А) частотних складових форми сигналу на фіг. бе. Як і раніше, амплітуда А була нормалізована так, щоб вона становила 1 для найбільшої амплітуди А спектра. Графік за фіг. б ілюструє, що прямокутна форма сигналу містить основну частотну складову, що має частоту Е, а також додаткові частотні складові на непарних цілих кратних (непарні гармоніки) основної частоти Е, тобто ЗЕ, 5Е тощо, які мають відносні амплітуди, представлені, як 1(Р); 1/3(ЗЕ); 1/5(5Е) тощо. Іншими словами, як проілюстровано, деяка частина амплітуди або енергії форми сигналу за фіг. бе міститься на частоті Е, тобто основній частотній складовій форми сигналу; третина від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на 60 частоті ЗЕ, і одна п'ята частина від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на частоті 5Е (і так далі). У цілому, приблизно 80 95 енергії прямокутної форми сигналу містяться в основній частотній складовій, і приблизно 20 95 енергії прямокутної форми сигналу містяться в додаткових частотних складових більш високої частоти.

Фіг. бд схематично ілюструє графік іншого прикладу форми сигналу змінного струму І в залежності від часу Її. У цьому прикладі форма сигналу являє собою трикутну форму сигналу. У цьому прикладі трикутна форма сигналу має основну частоту Е. Як відомо, розкладання Фур'є трикутної форми містить суму (оптимально - безкінечну суму, але фактично не безкінечну) синусоїдних хвиль, що відповідає послідовності "у вигляді представленого вище правила) (Б)- 1/9(3Е)--1/25(5БЕ)-1/49(7Е)ж.... На фіг. бп схематично проілюстрований графік рознесення частоти (тобто частоти ї у залежності від амплітуди А) частотних складових форми сигналу на фіг. 69. Як і раніше, амплітуда А була нормалізована так, щоб вона становила 1 для найбільшої амплітуди А спектра. Графік за фіг. бп ілюструє, що трикутна форма сигналу містить основну частотну складову, що має частоту Е, а також додаткові частотні складові на непарних цілих кратних (непарні гармоніки) основної частоти Е, тобто ЗЕ, 5Е тощо, які мають відносні амплітуди, представлені, як 1(Р); 1/9(З3Е); 1/25(5Е) тощо. Іншими словами, як проілюстровано, деяка частина амплітуди або енергії форми сигналу за фіг. буд міститься на частоті Е, тобто основній частотній складовій форми сигналу; одна дев'ята від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на частоті ЗЕ, і одна двадцять п'ята частина від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на частоті 5Е (і так далі).

Фіг. бі схематично ілюструє графік іншого прикладу форми сигналу змінного струму І в залежності від часу Її. У цьому прикладі форма сигналу являє собою пилкоподібну форму сигналу. У цьому прикладі пилкоподібна форма сигналу має основну частоту Р. Як відомо, розкладання Фур'є пилкоподібної форми містить суму (оптимально - безкінечну суму, але фактично не безкінечну) синусоїдних хвиль, що відповідає послідовності (у вигляді представленого вище правила) (Р)-1/2(2Е)--1/3(3Е)-1/4(4Р)ж.... На фіг. 6б)| схематично проілюстрований графік рознесення частоти (тобто частоти ї у залежності від амплітуди А) частотних складових форми сигналу на фіг. бі. Як і раніше, амплітуда А була нормалізована так, щоб вона становила 1 для найбільшої амплітуди А спектра. Графік за фіг. б) ілюструє, що

Зо пилкоподібна форма сигналу містить основну частотну складову, що має частоту Е, а також додаткові частотні складові на цілих кратних (гармоніки) основної частоти Е, тобто 2Е, ЗЕ тощо, які мають відносні амплітуди, представлені, як 1(Е); 1/2(2Е); 1/3(ЗЕ) тощо. Іншими словами, як проілюстровано, деяка частина амплітуди або енергії форми сигналу за фіг. бі міститься на частоті Е, тобто основній частотній складовій форми сигналу; половина від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на частоті 2Е, а третина від енергії основної частотної складової міститься в додатковій частотній складовій на частоті ЗЕ (і так далі).

Отже, на кожній із фігур бс, бе, 649 і бі, (наприклад, прямокутна, трикутна, пилкоподібна), змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту (наприклад ЕЕ) й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту. Наприклад, перша частота може бути частотою Е в діапазоні від 0,5 МГц до 2,5 МГц, а частота кожної з однієї або більше додаткових частотних складових може дорівнювати пЕ, де п являє собою додатне ціле число більше 1. Наприклад, у випадку прямокутної форми сигналу (або іншого) п може являти собою непарне ціле натуральне число більше 1. Наприклад, перша частота Е може бути 2 МГЦ, а частота першої додаткової частотної складової у випадку прямокутної форми сигналу (або іншого) може дорівнювати 3"2МГЦц, тобто 6

МГц. Слід розуміти, що існує багато прикладів форм сигналу, які відрізняються від прикладів, показаних на фіг. бс, бе, 6бд і бі, що містять основну частотну складову, яка має першу частоту (наприклад Е) й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту, які можуть бути використані натомість. Тим не менш, слід зазначити, що серед можливих форм сигналу, що відповідають цьому критерію, прямокутна форма сигналу має високу частку (приблизно 20 95) своєї енергії в частотних складових більш високого порядку, і, таким чином, може забезпечувати певні переваги у зменшенні глибини проникання індукованого змінного струму в струмоприймальну частину, як описано детальніше нижче.

Як зазначено вище, глибина проникання може бути визначена як характерна глибина, на яку змінне магнітне поле, створюване індукційним елементом 108, проникає в струмоприймальну частину, щоб спричиняти індукційне нагрівання. Зокрема, глибина проникання може бути визначена як глибина нижче поверхні струмоприймача, де щільність індукованого електричного струму падає до 1/е (тобто приблизно 0,37) від його значення на поверхні струмоприймача. бо Глибина проникання залежить від частоти Її індукованого електричного струму, а отже, у свою чергу, залежить від частоти змінного магнітного поля, створюваного індукційним елементом, а отже, у свою чергу, залежить від частоти змінного струму, пропущеного через індукційний елемент. Наприклад, частота індукованого електричного струму може бути такою, як і частота змінного струму, пропущеного через індукційний елемент. Зокрема, глибина проникання б може бути зад не, таким чином:

Таттн с), де р - опір струмоприймача, ї - частота індукованого електричного струму (який може бути таким, як і частота змінного струму, пропущеного через індукційний елемент), і н - Шо де нг - відносна магнітна проникність струмоприймача і но - проникність вакууму.

Приведення в дію індукційного елемента струмом, що має форму сигналу, яка містить основну частотну складову, що має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових з частотою, вищою за першу частоту, у свою чергу, приводить до того, що змінне магнітне поле, створюване індукційним елементом, містить основну частотну складову з першою частотою й одну або більше додаткових частотних складових з частотою, вищою за першу частоту, що приводить до того, що індукований змінний струм у струмоприймачі містить основну частотну складову з першою частотою й одну або більше додаткових частотних складових з частотами, вищими за першу частоту. Додаткові частотні складові індукованого електричного струму зв'язані з меншою глибиною проникання порівняно з основними частотними складовими індукованого електричного струму. Таким чином, приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму, який має форму сигналу, яка містить основну частотну складову й одну або більше високочастотних складових, може таким чином забезпечити виникнення більшої частки перенесення індукційної енергії з індукційного елемента на струмоприймач на відносно малій відстані від поверхні індукційного елемента, наприклад у порівнянні з використанням тільки основної частоти. Це може надавати переваги.

Наприклад, факт виникнення більшої частки перенесення індукційної енергії з індукційного елемента на струмоприймач на відносно невеликій відстані від поверхні індукційного елемента може забезпечити можливість зменшення струмоприймальної частини 224, 324, зберігаючи при цьому заданий ефективність перенесення індукційної енергії. Наприклад, змінний струм, який має чисту синусоїдну форму сигналу частоти Е, може мати 100 95 перенесення індукційної

Зо енергії, що виникає на частоті Е, а отже може мати глибину проникання, у рамках якої має місце задана частка перенесення індукційної енергії. Однак для змінного струму з прямокутною формою сигналу, що має таку ж основну частоту Е, приблизно 20 95 перенесення індукційної енергії забезпечується за допомогою додаткових частотних складових більш високої частоти (а, отже, меншими значеннями, пов'язаними із глибиною проникання), і тому глибина проникання, у межах якої має місце задана частка перенесення індукційної енергії, буде зменшена.

Відповідно, струмоприймальна частина 224, 324 може бути зроблена більш тонкою (у порівнянні з випадком, коли використовується чиста синусоїдна форма сигналу), без зниження заданої ефективності поглинання. Відповідно, може бути використано менше матеріалу (наприклад, феромагнітного матеріалу, наприклад, нікелю або кобальту) для струмоприймальної частини, що може, у свою чергу, знизити вартість струмоприймальної частини та/або збільшити ефективність виробництва струмоприймальної частини 224, 324.

Як інший приклад, наявність більшої частки перенесення індукційної енергії від індукційного елемента на струмоприймач, яка виникає на відносно невеликій відстані від поверхні індукційного елемента, може забезпечити можливість збільшити ефективність перенесення індукційної енергії для заданої товщини струмоприймальної частини (наприклад такої, де глибина проникання може в іншому випадку бути більшою за товщину струмоприймальної частини). Наприклад, задана струмоприймальна частина 224, 324 може мати задану товщину.

За умови використання змінного струму з чистою синусоїдною формою сигналу частоти НЕ, глибина проникання може бути більшою за товщину струмоприймальної частини 224, 324, а отже, може бути досягнуто відносно низьке перенесення індукційної енергії. Однак для змінного струму з прямокутною формою сигналу, що має таку ж основну частоту Е, приблизно 20 95 перенесення індукційної енергії забезпечується за допомогою додаткових частотних складових більш високої частоти (а, отже, більш низькими значеннями, пов'язаними із глибиною проникання), і тому може бути присутнім відносно високе перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину, яка має задану товщину, а, отже, ефективність перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину 224, 324 може бути відносно збільшена.

Звернімося до фіг. 7, де проілюстрований як приклад спосіб роботи пристрою, що генерує аерозоль. Наприклад, пристрій, що генерує аерозоль, може бути пристроєм 100, що генерує аерозоль, описаним вище із посиланням на будь-яку з фіг. 1-5. Наприклад, пристрій 100, що генерує аерозоль, може містити композитний струмоприймач 110, 210, 310, пристосований для нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, таким чином, щоб генерувати аерозоль. Як описано вище, композитний струмоприймач може містити теплостійку опорну частину 222, 322, і струмоприймальна частина 224, 324 підтримується опорною частиною 222, 322. Наприклад, як описано вище, опорна частина 222, 322 може являти собою або містити одне або більше з металу, такого як нержавіюча сталь, алюміній, сталь, мідь; металевого сплаву, керамічного матеріалу і пластикового матеріалу, та/або високотемпературного (тобто теплостійкого) полімеру, такого поліетететеркетон (РЕЕК), та/або каптон. У деяких прикладах опорна частина може містити папір. Наприклад, як описано вище, струмоприймальна частина 224, 324 може являти собою або містити феромагнітний матеріал, наприклад нікель або кобальт, наприклад утворений як покриття на опорній конструкції, наприклад такий, що має товщину менше 50 мікрон, наприклад менше 20 мікрон, наприклад від 10 до 20 мікрон, або, наприклад, декілька мікрон. Пристрій може додатково містити індукційний елемент 108, пристосований для перенесення індукційної енергії в щонайменше струмоприймальну частину 224, 324 композитного струмоприймача 210.

Спосіб включає, на етапі 700, приведення в дію індукційного елемента 108 за допомогою змінного струму, щоб таким чином спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину 224, 324, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу 116, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача 110, 210, 310, щоб таким чином генерувати аерозоль; при цьому змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту (Б) і одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту (Е). Наприклад, як зазначено вище, одна або більше додаткових частотних складових мають бути гармоніками основної частотної складової (тобто такими, що мають частоти цілих кратних основної частоти), наприклад непарними гармоніками (тобто такими, що мають частоти непарних цілих кратних основної частоти). Наприклад, як зазначено вище, форма сигналу може бути однією з трикутної форми сигналу, пилкоподібної форми сигналу і прямокутної форми сигналу. Наприклад, як зазначено вище, форма сигналу може бути біполярною прямокутною формою сигналу. Приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму може бути здійснено вузлом приведення в дію, наприклад, вузлом 106 приведення в дію, описаним вище із посиланням на будь-яку з фіг. 1-6, який може, наприклад, містити транзистори в мостовій схемі керування, керованій таким чином, щоб виробляти струм для приведення в дію, який має прямокутну форму сигналу, як описано вище.

Подібним чином, як описано вище, спосіб може забезпечити зниження вартості струмоприймальної частини 224, 324, зберігаючи при цьому по суті задана ефективність перенесення індукційної енергії (а, отже, ефективність генерування аерозолю), та/або забезпечити покращену ефективність перенесення індукційної енергії (а, отже, ефективність генерування аерозолю) для заданої товщини струмоприймальної частини 224, 324.

Згідно з вищенаведеними прикладами, таким чином може бути забезпечений покращений пристрій, що генерує аерозоль, і спосіб створення аерозолю.

У вищеописаних прикладах індукційний елемент 108 приводиться в дію змінним струмом, що має форму сигналу (наприклад прямокутну форму сигналу), яка містить основну частотну складову й одну або більше високочастотних складових (тобто гармонік), щоб спричиняти перенесення індукційної енергії у струмоприймальну частину 224, 324 композитного струмоприймача 110, 210, 310, причому композитний струмоприймач 110, 210, 310 містить струмоприймальну частину 224, 324 й опорну частину, яка підтримує струмоприймальну частину 224, 324. Деякі переваги такого компонування обговорені вище. Однак слід також зазначити наступне.

Оскільки опорна частина 222 підтримує струмоприймальну частину 224, 324, то струмоприймальна частина 224 може бути виконана з малою товщиною (наприклад 50 мікрон, наприклад не більше 20 мікрон, наприклад від приблизно 10 до 20 мікрон, наприклад приблизно 15 мікрон або наприклад декілька мікрон), оскільки струмоприймальна частина 224, 324 не повинна підтримувати сама себе. Наявність тонкої струмоприймальної частини 224, 324 може надавати численні переваги. Наприклад, маса струмоприймальної частини 224, 324 може бути відносно невеликою, а тому струмоприймальна частина 224, 324 може нагріватися відносно швидко для заданого перенесення індукційної енергії, а, отже, у свою чергу, швидкість нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, може бути збільшена, що може забезпечити більш гнучкі характеристики нагрівання та/"або покращену в цілому енергоефективність. Як інший приклад, кількість матеріалу струмоприймальної частини 224 може бути відносно невеликою, бо тим самим заощаджуючи витрати на матеріал струмоприймача. Як інший приклад, товщина струмоприймальної частини 224, 324 може бути відносно невеликою, що може дозволити знизити часові і грошові затрати, пов'язані з виробництвом струмоприймальної частини 224, 324, наприклад за допомогою осаджування, хімічного та/або електрохімічного покриття та/або вакуумного випарювання. Як інший приклад, для виготовлення струмоприймальної частини осаджуванням або випарюванням, наприклад, структура осадженого шару струмоприймальної частини може погіршуватися зі збільшенням товщини шару, а тому наявність тонкої струмоприймальної частини 224, 324 може забезпечити доволі високу якість шару в цілому, що може забезпечити, наприклад, покращені робочі характеристики.

Отже, композитний струмоприймач 110, 210, 310 дозволяє використання відносно тонких струмоприймальних частин 224, 324, які можуть мати переваги, як зазначено вище. Однак відносно тонкі струмоприймальної частини 224, 324 в принципі можуть мати недолік, який полягає в тому, що ефективність перенесення індукційної енергії з індукційного елемента 108 на відносно тонку струмоприймальну частину 224, 324 може бути відносно малою. Наприклад, як описано вище, це може бути тому, що глибина проникання (характерна глибина, на яку змінне магнітне поле, створене індукційним елементом 108, проникає у струмоприймальну частину, щоб спричиняти індукційне нагрівання) може бути більшою за товщину струмоприймальної частини 224, 324, що означає, що ефективність зв'язку перенесення індукційної енергії з індукційного елемента 108 у струмоприймальну частину 224, 324 може бути відносно низькою.

Однак такий потенційний недолік композитних струмоприймачів 110, 210, 310 можна врегулювати, згідно з описаними тут прикладами, шляхом приведення в дію індукційного елемента 108 змінним струмом, який має форму сигналу, що містить основну частотну складову й одну або більше високочастотних складових (наприклад, гармонік). Оскільки зі збільшенням частоти глибина проникання зменшується, високочастотні складові можуть сприяти гарантуванню того, що для відносно тонкої струмоприймальної частини 224, 324 композитного струмоприймача 110, 210, 310 тим не менш може бути досягнута відносно висока ефективність зв'язку перенесення індукційної енергії з індукційного елемента 108 у струмоприймальну частину 224, 324. Цього можна досягти, наприклад, без збільшення основної частоти змінного струму, що пропускається. Як описано вище, з таких форм сигналу прямокутна форма сигналу, така як біполярна прямокутна форма сигналу, має особливо високу пропорцію своєї енергії у

Зо високочастотних складових, а, отже, може забезпечити особливо високу ефективність зв'язку струмоприймальної частини 224, 324 композитного струмоприймача 110, 210, 310. Крім того, як описано, прямокутна форма сигналу, наприклад біполярна прямокутна форма сигналу, може бути утворена з використанням недорогого і нескладного вузла 432 приведення в дію.

Отже, поєднання композитного струмоприймача 110, 210, 310 ії приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму, що має деяку форму сигналу (наприклад прямокутну форму сигналу), містить основну частотну складову й одну або більше високочастотних складових, може забезпечувати можливість зниження вартості, наприклад, при цьому сприяючи забезпеченню відносно високого коефіцієнту корисної дії перенесення енергії, а, отже може забезпечувати покращений пристрій, що генерує аерозоль, і спосіб.

Незважаючи на те, що у певних прикладах, описаних вище, струмоприймальна частина композитного струмоприймача містить покриття на опорній частині, в інших прикладах і струмоприймальна частина, і опорна частина можуть містити лист матеріалу. Опорна частина може бути відокремлюваною від струмоприймальної частини. Опорна частина може, таким чином, прилягати до струмоприймальної частини для підтримання струмоприймальної частини, наприклад опорна частина може оточувати струмоприймальну частину. Наприклад, струмоприймальна частина може містити перший лист матеріалу, виконаний із можливістю обгортання навколо матеріалу, що генерує аерозоль, при цьому опорна частина містить другий лист матеріалу, виконаний із можливістю обгортання навколо першого листа для підтримання першого листа. В одному такому прикладі опорна частина утворена з паперу.

Струмоприймальна частина може бути утворена з будь-якого придатного матеріалу для генерування теплоти за допомогою змінного магнітного поля. Наприклад, струмоприймальна частина може містити алюміній.

Наведені вище приклади слід розуміти як ілюстративні приклади даного винаходу.

Необхідно розуміти, що будь-яка ознака, описана у зв'язку з будь-яким прикладом, може бути застосована окремо або в комбінації з іншими описаними ознаками, а також може бути застосована в комбінації з однією або більше ознаками будь-якого іншого прикладу або будь- якої комбінації будь-яких інших прикладів. Крім того, еквіваленти і модифікації, не описані вище, також можуть застосовуватися без відступу від обсягу даного винаходу, який визначено доданою формулою винаходу. 60

Claims (28)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій, що генерує аерозоль, який містить: композитний струмоприймач для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, під час використання, щоб генерувати аерозоль під час використання, при цьому композитний струмоприймач містить опорну частину й струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина; індукційний елемент, призначений для перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання; і вузол драйвера, призначений для приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму під час використання, щоб спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину під час використання, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача під час використання, таким чином, щоб генерувати аерозоль під час використання; при цьому змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту.

2. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 1, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина утворена як покриття на опорній частині.

З. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 1, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина містить перший лист матеріалу, а опорна частина містить другий лист матеріалу, виконаний із можливістю прилягання до струмоприймальної частини для підтримання струмоприймальної частини.

4. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 3, який відрізняється тим, що опорна частина виконана з можливістю оточування струмоприймальної частини.

5. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина має товщину, по суті, не більше 50 мікрон.

б. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що струмоприймач має товщину, по суті, не більше 20 мікрон. Зо

7. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина містить феромагнітний матеріал.

8. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина містить одне або більше з нікелю й кобальту.

9. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що струмоприймальна частина містить алюміній.

10. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-9, який відрізняється тим, що одна або більше додаткових складових являють собою гармоніки основної складової.

11. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-10, який відрізняється тим, що перша частота є частотою Е в діапазоні від 0,5 до 2,5 МГц, а частота кожної з однієї або більше додаткових частотних складових дорівнює пЕ, де п являє собою додатне ціле число більше 1.

12. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-11, який відрізняється тим, що форма сигналу є однією з, по суті, трикутної форми сигналу, по суті, пилкоподібної форми сигналу та, по суті, прямокутної форми сигналу.

13. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що форма сигналу являє собою біполярну прямокутну форму сигналу.

14. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 13, який відрізняється тим, що вузол драйвера містить транзистори, встановлені в конфігурації мостової схеми керування, і виконаний з можливістю керування для забезпечення біполярної прямокутної форми сигналу.

15. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-14, який відрізняється тим, що опорна частина містить одне або більше з металу, металевого сплаву, керамічного матеріалу, пластикового матеріалу та паперу.

16. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-16, який відрізняється тим, що композитний струмоприймач містить теплостійку захисну частину, при цьому струмоприймальна частина розташована між опорною частиною й захисною частиною.

17. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 16, який відрізняється тим, що теплостійка захисна частина являє собою покриття на струмоприймальній частині.

18. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 16 або 17, який відрізняється тим, що теплостійка захисна частина містить одне або більше з керамічного матеріалу, нітриду металу, нітриду титану та алмазу. бо

19. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-18, який відрізняється тим, що композитний струмоприймач є, по суті, пласким.

20. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-18, який відрізняється тим, що композитний струмоприймач є, по суті, трубчастим.

21. Пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-20, який відрізняється тим, що пристрій містить матеріал, що генерує аерозоль, при цьому матеріал, що генерує аерозоль, знаходиться у тепловому контакті з композитним струмоприймачем.

22. Пристрій, що генерує аерозоль, за п. 21, який відрізняється тим, що матеріал, що генерує аерозоль, містить тютюн та/або один або більше зволожувачів.

23. Спосіб роботи пристрою, що генерує аерозоль, причому пристрій, що генерує аерозоль, містить композитний струмоприймач, пристосований для нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, таким чином, щоб генерувати аерозоль, причому композитний струмоприймач містить опорну частину й струмоприймальну частину, яку підтримує опорна частина; причому пристрій додатково містить індукційний елемент, пристосований для перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину; при цьому спосіб включає: приведення в дію індукційного елемента за допомогою змінного струму, щоб таким чином спричиняти перенесення індукційної енергії в струмоприймальну частину, щоб таким чином спричиняти нагрівання матеріалу, що генерує аерозоль, за допомогою композитного струмоприймача, щоб таким чином генерувати аерозоль; при цьому змінний струм має форму сигналу, що містить основну частотну складову, яка має першу частоту й одну або більше додаткових частотних складових, кожна з яких має частоту, вищу за першу частоту.

24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що одна або більше додаткових частотних складових являють собою гармоніки основної частотної складової.

25. Спосіб за п. 23 або 24, який відрізняється тим, що перша частота є частотою Е в діапазоні від 0,5 до 2,5 МГц, а частота кожної з однієї або більше додаткових частотних складових дорівнює пЕ, де п являє собою додатне ціле число більше 1.

26. Спосіб за будь-яким із пп. 23-25, який відрізняється тим, що форма сигналу є однією з трикутної форми сигналу, пилкоподібної форми сигналу і прямокутної форми сигналу.

27. Спосіб за будь-яким із пп. 23-26, який відрізняється тим, що форма сигналу являє собою Зо біполярну прямокутну форму сигналу.

28. Спосіб за будь-яким із пп. 23-27, який відрізняється тим, що пристрій, що генерує аерозоль, являє собою пристрій, що генерує аерозоль, за будь-яким із пп. 1-22.

Ки - Й и ки м / Ї Ї їх ї ї я ї Біддж КВК нННКККУ Ек кс 51 ї 3 Е ес їх ї Бинти З и їх Е тав ЕІ Е Ме КІ ї КІ ї 1 ї 1 зу З 6 ГУ сеом паст ж вени ку ; ! , і я І : хі В х з НЕ

2 . з 3 хх 7 о : ! : їі і і г Б З т З 7 ве х згуУ я 31 о ЗУ з І з в : В сріг. 1 с о ж ще ; ще Е сни Ї хугуе Е шо ЕЕ

Фіг. 2 й : дош Зк ї или

Фіг. З до ; ву а : ко І док З і щи я сов о і : ї ; г ї нано кання? чо

Фіг. 4 «и Р я аї Е х 54 к ї ! ща: І 5 А. й

Б. Й ; ї кв дав ої ТОВ. нт В

Ко . КІ ! «Б ХК Ф - шк і р х - ши Ї у : і х З і я МО а

Фіг. 5

Ко ех ях ях ох КОХ х Х : Я Й Ї х 7 х я : х Ї я, З : КЕ в в тд Й, ДО Мессі опооподотоотатлатняси Ж ж козак ОК її: Кр ях їх ох їх 4 ту т х : х Догггеее г Жескрєтессссофесссссост ух ї ї х : х Ї ї і хї ї хі хі ї че че З і Др нет кер КО ше щК ок ще НІ Її ї : Н ї фонажфічяк юс фнннннидрттттттттетрння К ; Н ї Н : : 1 Е ї

Фіг. о іг. бе

А

Фіг. ВЕ с й й

Фіг. ва БО ІЕ ЗЕ «КО БЕ

Фіг. А Б, ! сорт с А ! я я

Фіг. ві й 18 ТЕЗЕ ЕЕ

Фіг. 6і о Шривелення в дво шдуютіного елемента зх допохвлов о змшногО ствуму, ЯКнИ Має форму сигналу, НИ МТиТЕ основу частоту сКлалову. яка має першу частоту водну свбе більше додаткових частотнни складових ожина з яких ! маєсластоту, вишу а пергу частоту й М - удо

Фіг. 7