Нагрівач, який має певну форму, для системи утворення аерозолю

Реферат: Запропонований нагрівач (101) для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату. Нагрівач включає в себе множину видовжених нагрівальних елементів (107), розташованих з утворенням видовженої конструкції. Видовжена конструкція має опорний кінець першого розміру, нагрівальний кінець другого розміру і середню частину третього розміру. Конструкція виконана з можливістю нагрівання субстрату для утворення аерозолю. Згаданий третій розмір більший, ніж згаданий перший розмір, і більший, ніж згаданий другий розмір. Створена електронагрівна система утворення аерозолю, яка включає в себе нагрівач, створений за цим винаходом. UA 106106 C2 (12) UA 106106 C2 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід стосується нагрівачів для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату. Переважно, але не виключно, цей винахід стосується електричних нагрівачів для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату і нагрівачів для електронагрівної системи утворення аерозолю. Цей винахід знаходить застосування, зокрема, як внутрішній нагрівач для електронагрівної курильної системи для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату, який має порожнину. У ЕР-А-0358020 описується курильний виріб, який включає в себе сигарету з резистивним нагрівальним елементом для нагрівання тютюнової сировини, розташованої у сигареті. Згадана сигарета включає в себе електричний з'єднувач, призначений для підключення до малогабаритного контролера багаторазового використання. Цей малогабаритний контролер включає в себе батарею і схему керування током, яка керує подаванням електроживлення на резистивний нагрівальний елемент, розташований у сигареті. Один з недоліків такого курильного виробу полягає у тому, що нагрівальний елемент не знаходиться в безпосередньому контакті з тютюновою сировиною, і тому резистивний нагрівальний елемент лише непрямо нагріває тютюнову сировину через повітря, яке проходить через нагрівач, і потім, через тютюнову сировину. Це може привести до неефективного нагрівання тютюнової сировини в результаті процесу непрямого нагрівання. Це може також означати, що у процесі непрямого нагрівання виріб може нагріватися більше, ніж цього хотілось. За першим аспектом цього винаходу запропонований нагрівач для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату, який включає в себе множину видовжених нагрівальних елементів, розташованих з утворенням видовженої конструкції, яка має опорний кінець першого розміру, нагрівальний кінець другого розміру і середню частину третього розміру і яка виконана з можливістю нагрівання аерозолеутворюючого субстрату для утворення аерозолю, при цьому згаданий третій розмір більший, ніж згаданий перший розмір, і більший, ніж згаданий другий розмір. Нагрівач за варіантами здійснення цього винаходу має перевагу, яка полягає у тому, що нагрівальні елементи можуть забезпечити ефективне нагрівання субстрату завдяки контакту із цим субстратом. Згаданий нагрівальний кінець може бути вставлений в порожнину аерозолеутворюючого субстрату, в той час як опорний кінець, протилежний нагрівальному кінцю, може залишатись із зовнішнього боку (або біля зовнішнього боку) аерозолеутворюючого субстрату. Середня частина знаходиться між опорним кінцем і нагрівальним кінцем, і може контактувати з аерозолетвірним субстратом. Оскільки середня частина конструкції має найбільший розмір (який може бути її діаметром, якщо конструкція має круглий або майже круглий поперечний переріз), видовжена конструкція може бути легко вставлена у порожнину аерозолеутворюючого субстрату на нагрівальному кінці, одночасно забезпечуючи добрий контакт з внутрішнім боком субстрату. Такому нагрівачу віддається перевага, оскільки добрий контакт із субстратом забезпечує оптимальне нагрівання субстрату. Оскільки процес нагрівання є ефективним, необхідні температура і електроживлення можуть бути зменшені. Крім того, нагрівач за варіантами здійснення цього винаходу має перевагу, яка полягає у тому, що будь-який конденсат, який утворюється на зовнішній поверхні нагрівальних елементів, видаляється при контакті з внутрішньою поверхнею субстрату. Додатково нагрівач має іншу перевагу, яка полягає у тому, що температура нагрівальних елементів є достатньо високою, і будь-який конденсат, який не видаляється при контакті з субстратом, випаровується в процесі нагрівання. Видовжена конструкція також забезпечує надійне розміщення нагрівача, що знижує ймовірність поломки нагрівальних елементів. Згаданий нагрівач може бути використаний у електронагрівній системі утворення аерозолю. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівач є внутрішнім нагрівачем. Однак нагрівач також може бути зовнішнім нагрівачем. За варіантом, якому віддається перевага, множина видовжених нагрівальних елементів розташована з утворенням загалом трубчастої конструкції. Тобто конструкція може бути загалом трубчастої форми. Щонайменше один зі згаданих першого розміру, другого розміру та третього розміру може бути діаметром конструкції. За варіантом, якому віддається перевага, перший розмір є діаметром трубчастої конструкції у опорного кінця. За варіантом, якому віддається перевага, другий розмір є діаметром трубчастої конструкції у нагрівального кінця. За варіантом, якому віддається перевага, третій розмір є діаметром конструкції в середній частині. Діаметр конструкції може бути виміряний між двома крайніми точками конструкції загалом перпендикулярно поздовжній осі симетрії конструкції. Альтернативно нагрівальні елементи розташовані з утворенням загалом конусоподібній конструкції. Тобто конструкція може бути загалом конічної форми. За варіантом, якому віддається перевага, другий розмір у нагрівального кінця є меншим, ніж перший розмір у опорного кінця. В одному з варіантів, якому віддається перевага, нагрівальний 1 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінець має форму вістря. Це полегшує вставляння нагрівальних елементів в порожнину аерозолеутворюючого субстрату. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівальні елементи вигнуті між опорним кінцем, середньою частиною і нагрівальним кінцем. В одному з варіантів, якому віддається перевага, нагрівальні елементи вигнуті один відносно одного з утворенням вістря у нагрівального кінця. В цьому випадку за варіантом, якому віддається перевага, видовжена конструкція має конусоподібну форму, а кожний нагрівальний елемент має вигнуту еліптичну форму. За варіантом, якому віддається перевага, загалом видовжена конструкція має круглий поперечний переріз. Така форма не є єдино можливою, переріз також може бути прямокутної, овальної або іншої форми. В цьому випадку розмір опорного кінця, нагрівального кінця і середньої частини може включати вимір, перпендикулярний поздовжній осі конструкції. Вимір може включати відстань між кінцями конструкції, ширину конструкції або товщину конструкції. За варіантом, якому віддається перевага, розмір кожного з опорного кінця, нагрівального кінця і середньої частини включає найбільший вимір, загалом перпендикулярний поздовжній осі конструкції, що є обмежувальним виміром при вставлянні видовженої конструкції в аерозолеутворюючий субстрат. В одному з варіантів здійснення цього винаходу видовжена конструкція нагрівальних елементів простягається від шайби на опорному кінці. Згадана шайба може бути загалом круглою в поперечному перерізі. Однак шайба може мати іншу форму, наприклад, квадратну, прямокутну, овальну або восьмикутну. В одному з варіантів здійснення цього винаходу шайба має кільце. В іншому варіанті здійснення цього винаходу шайба має кільцевий диск. Шайба може бути електропровідною. Альтернативно шайба може бути електроізолювальною. За варіантом, якому віддається перевага, у нагрівального кінця згадані нагрівальні елементи електрично з'єднані один з одним. За варіантом, якому віддається перевага, у нагрівального кінця згадані нагрівальні елементи механічно з'єднані один з одним. У нагрівального кінця згадані нагрівальні елементи можуть бути з'єднані між собою і електрично, і механічно. В одному з варіантів здійснення цього винаходу розмір середньої частини конструкції більший, ніж внутрішній розмір порожнини аерозолеутворюючого субстрату, так що коли множину нагрівальних елементів вводять у порожнину аерозолеутворюючого субстрату, нагрівальні елементи притискаються один до одного так, що вони тиснуть на субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, розмір середньої частини переважно є діаметром середньої частини. За варіантом, якому віддається перевага, внутрішній розмір порожнини є внутрішнім діаметром порожнини. За варіантом, якому віддається перевага, коли нагрівальні елементи притискаються один до одного, то вони притискаються до центральної осі симетрії нагрівача, тобто до повздовжньої осі симетрії видовженої конструкції. За варіантом, якому віддається перевага, сила тиску, яка діє на субстрат, діє в напрямку від центральної осі симетрії нагрівача, тобто від поздовжньої осі симетрії видовженої конструкції. Таке розміщення покращує контакт із субстратом, що збільшує ефективність процесу нагрівання. Множина нагрівальних елементів може включати в себе два нагрівальні елементи. Якщо видовжена конструкція включає в себе два нагрівальні елементи, кожний нагрівальний елемент може бути віддалений від прилеглого нагрівального елемента на кут приблизно 180°, якщо дивитися вздовж поздовжньої осі нагрівача. Тобто два нагрівальні елементи можуть знаходитись загалом навпроти один одного. В цьому випадку розмір опорного кінця, нагрівального кінця та середньої частини може включати в себе відстань між двома нагрівальними елементами, яка виміряна загалом перпендикулярно поздовжній осі. Альтернативно множина нагрівальних елементів може включати в себе три нагрівальні елементи. Якщо видовжена конструкція включає в себе три нагрівальні елементи, кожний нагрівальний елемент може бути віддалений від прилеглого нагрівального елемента на кут приблизно 120°, якщо дивитися вздовж поздовжньої осі нагрівача. В цьому випадку розмір кожного з опорного кінця, нагрівального кінця та середньої частини може включати в себе відстань між двома з трьох нагрівальних елементів або інший розмір, виміряний загалом перпендикулярно поздовжній осі. Альтернативно множина нагрівальних елементів може включати в себе чотири нагрівальні елементи. Якщо видовжена конструкція включає в себе чотири нагрівальні елементи, кожний нагрівальний елемент може бути віддалений від прилеглого нагрівального елемента на кут приблизно 90°, якщо дивитися вздовж поздовжньої осі нагрівача. В цьому випадку розмір кожного з опорного кінця, нагрівального кінця та середньої частини може включати в себе відстань між двома нагрівальними елементами, яка вимірюється загалом перпендикулярно поздовжній осі, за варіантом, якому віддається перевага, між двома нагрівальними елементами, які розташовані один навпроти одного. Множина нагрівальних елементів може включати в себе п'ять, шість, сім або вісім нагрівальних 2 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елементів. Якщо видовжена конструкція включає в себе вісім нагрівальних елементів, кожний нагрівальний елемент може бути віддалений від прилеглого нагрівального елемента на кут приблизно 45°, якщо дивитися вздовж поздовжньої осі нагрівача. Для будь-якої кількості нагрівальних елементів розмір кожного з опорного кінця, нагрівального кінця та середньої частини може включати в себе відстань між двома загалом протилежними нагрівальними елементами, виміряну загалом перпендикулярно поздовжній осі конструкції. За варіантом, якому віддається перевага, кожний з множини видовжених нагрівальних елементів включає в себе електрично резистивний матеріал. Прийнятні електрично резистивні матеріали включають напівпровідники, такі як легована кераміка, "електропровідна" кераміка (така як, наприклад, дисиліцид молібдену), вуглець, графіт, метали, сплави металів і композиційні матеріали, виготовлені з певного керамічного матеріалу та певного матеріалу з металічними властивостями, але не обмежені ними. Такі композиційні матеріали можуть включати леговану або нелеговану кераміку. До прикладів прийнятної легованої кераміки належать леговані карбіди кремнію. До прикладів прийнятних металів належать титан, цирконій, тантал і метали з платинової групи. До прикладів прийнятних сплавів металів належать нержавіюча сталь, нікель-, кобальт-, хром-, алюміній-, титан-, цирконій-, гафній-, ніобій-, молібден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галій-, марганець- та залізовмісні сплави, жаростійкі сплави на основі нікелю, заліза, кобальту, нержавіючої сталі, сплаву Timetal® та сплавів на основі заліза, марганцю та алюмінію. У композиційних матеріалах електрично резистивний матеріал, залежно від кінетики передавання енергії та потрібних зовнішніх фізико-хімічних властивостей, може бути факультативно введений у масу ізолювального матеріалу, вміщений у капсули з ізолювального матеріалу або покритий ізолювальним матеріалом або навпаки. Timetal® є зареєстрованим товарним знаком фірми Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, штат Колорадо. Альтернативно кожний з множини видовжених нагрівальних елементів може включати в себе інфрачервоний нагрівальний елемент, джерело світла або індуктивний нагрівальний елемент. За варіантом, якому віддається перевага, кожний з множини видовжених нагрівальних елементів має форму видовженої пластини. В одному з варіантів здійснення цього винаходу множина нагрівальних елементів сформована штампуванням нагрівальних елементів з єдиного прийнятного листового матеріалу. Шайба також може бути сформована штампуванням з прийнятного листового матеріалу. Шайба може бути загалом круглої форми. В одному з варіантів здійснення цього винаходу виштампувані нагрівальні елементи можуть утворювати форму павука або зірки. В цьому випадку нагрівальні елементи згинаються у напрямку шайби з утворенням загалом видовженої конструкції. В альтернативному варіанті здійснення цього винаходу виштампувані нагрівальні елементи можуть утворювати форму гребеня. В цьому випадку сполучний елемент, який з'єднує зубці гребеня, згинається в кільце з утворенням загалом видовженої конструкції, утвореної нагрівальними елементами. В іншому варіанті здійснення цього винаходу шайба і множина нагрівальних елементів формуються окремо, і нагрівальні елементи потім з'єднуються зі сполучним елементом, наприклад, зварюванням. Опорні кінці нагрівальних елементів можуть утримуватись на місці шайбою шляхом зварювання, приклеювання чи прикріплюватись іншим чином до шайби. Нагрівач може додатково включати в себе щонайменше один зовнішній нагрівальний елемент для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату ззовні. Зовнішній нагрівальний елемент або елементи можуть включати в себе нагрівальні пластини, виконані з можливістю оточення субстрату. Зовнішній нагрівальний елемент або елементи можуть включати в себе трубку, виконану з можливістю оточення субстрату. Зовнішній нагрівальний елемент або елементи можуть включати в себе дисковий (кінцевий) нагрівач. Якщо шайба розташована на опорному кінці, можливо, щоб шайба включала в себе зовнішній нагрівальний елемент. Прийнятними матеріалами для зовнішнього нагрівального елемента або елементів є згадані вище матеріали для нагрівальних елементів. В одному з варіантів здійснення цього винаходу нагрівач також включає в себе електропровідний штирок, розташований загалом в центрі видовженої конструкції, утвореної нагрівальними елементами. Згаданий штирок може підключати всі нагрівальні елементи до першого полюса джерела напруги. Кожний нагрівальний елемент може бути виконаний таким чином, що уможливлено його підключення до другого полюса джерела напруги із застосуванням перемикача, так що коли цей перемикач увімкнений, відповідний нагрівальний елемент знаходиться під напругою. Альтернативно всі нагрівальні елементи можуть бути виконані таким чином, що уможливлено їх підключення до другого полюса джерела напруги із 3 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 застосуванням одиночного перемикача, так що коли він увімкнений, усі нагрівальні елементи знаходяться під напругою. В таких варіантах здійснення цього винаходу, яким віддається перевага, шайба на опорному кінці є електропровідною, підключена до другого полюса джерела напруги та з'єднана з опорним кінцем нагрівальних елементів. За варіантом, якому віддається перевага, у нагрівального кінця електропровідний штирок електрично з'єднаний з усіма нагрівальними елементами, за варіантом, якому віддається перевага, штирок підключає усі нагрівальні елементи до першого полюса джерела напруги. За цим варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага, контакт підключений до першого полюса джерела напруги і до всіх нагрівальних елементів у нагрівального кінця. За варіантом, якому віддається перевага, шайба підключена до другого полюса джерела напруги й виконана таким чином, що уможливлено її підключення до усіх нагрівальних елементів у опорного кінця. За варіантом, якому віддається перевага, множина нагрівальних елементів виконана таким чином, що уможливлене їх підключення між першим полюсом джерела напруги та другим полюсом джерела напруги. У цьому варіанті здійснення винаходу опорний кінець щонайменше одного з нагрівальних елементів виконаний таким чином, що уможливлене його підключення до першого або другого полюса джерела напруги. В одному з варіантів здійснення цього винаходу всі нагрівальні елементи виконані таким чином, що уможливлене їх підключення до одного з першого і другого полюсів джерела напруги у згаданого опорного кінця і уможливлене їх підключення до іншого зі згаданих першого і другого полюсів джерела напруги у згаданого нагрівального кінця. Тобто при підключенні струм проходить від першого полюса джерела напруги у опорного кінця через кожний нагрівальний елемент до другого полюса джерела напруги у нагрівального кінця. В альтернативному варіанті здійснення цього винаходу опорний кінець щонайменше одного з нагрівальних елементів виконаний таким чином, що уможливлене його до підключення до одного з першого і другого полюсів джерела напруги, а опорний кінець щонайменше одного іншого нагрівального елемента виконаний таким чином, що уможливлене його підключення до іншого зі згаданих першого і другого полюсів джерела напруги. Тобто при підключенні струм проходить від першого полюса джерела напруги у опорного кінця деяких нагрівальних елементів, через ці нагрівальні елементи до нагрівального кінця, через інші нагрівальні елементи від нагрівального кінця до другого полюса джерела напруги у опорного кінця. У іншому варіанті здійснення цього винаходу нагрівач може включати в себе перемикач для кожного нагрівального елемента, причому кожний такий перемикач робить можливим проходження електричного струму через відповідний нагрівальний елемент. У цьому випадку кожний нагрівальний елемент знаходиться під індивідуальним контролем. У цьому випадку до кожного нагрівального елемента напруга може подаватися індивідуально. Контроль перемикачів буде показувати, які з нагрівальних елементів знаходяться під напругою. Цьому віддається перевага, оскільки дозволяє вибірково нагрівати різні частини аерозолеутворюючого субстрату. Альтернативно нагрівач може включати в себе перемикач, який робить можливим проходження електричного струму через усі нагрівальні елементи. У цьому випадку за варіантом, якому віддається перевага, перемикач для всіх нагрівальних елементів знаходиться під загальним контролем. У цьому випадку, коли перемикач увімкнений або вимкнений, усі нагрівальні елементи знаходяться під напругою або усі нагрівальні елементи знеструмлені. Альтернативно перемикач може зробити можливим проходження електричного струму через певні, але не всі нагрівальні елементи. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівач має електропровідний штирок, який електрично підключений до першого полюса джерела напруги і електрично з'єднаний з усіма нагрівальними елементами у нагрівального кінця. На опорному кінці нагрівальні елементи виконані таким чином, що уможливлено їх підключення до другого полюса джерела напруги через одиночний перемикач. В іншому варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, нагрівач має електропровідний штирок, який електрично підключений до першого полюса джерела напруги і електрично з'єднаний з усіма нагрівальними елементами у нагрівального кінця. У опорного кінця кожний з нагрівальних елементів виконаний таким чином, що уможливлене його до підключення до другого полюса джерела напруги через відповідний перемикач. В ще іншому варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, деякі з нагрівальних елементів підключені до першого полюса джерела напруги у опорного кінця. Підключення може бути здійснене через одиночний перемикач або через індивідуальний перемикач для кожного нагрівального елемента. Інші нагрівальні елементи підключені до 4 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 другого полюса джерела напруги у опорного кінця. Знову ж таки, підключення може бути здійснене через одиночний перемикач або через індивідуальний перемикач для кожного нагрівального елемента. Нагрівальні елементи з'єднані один з одним у нагрівального кінця. За другим аспектом цього винаходу створена електронагрівна система утворення аерозолю, в яку вміщують аерозолеутворюючий субстрат і яка включає в себе нагрівач за першим аспектом цього винаходу. За цим другим аспектом цього винаходу створена електронагрівна система утворення аерозолю, в яку вміщують аерозолеутворюючий субстрат і яка включає в себе нагрівач для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату, причому згаданий нагрівач включає в себе множину видовжених нагрівальних елементів, розташованих з утворенням видовженої конструкції, яка має опорний кінець першого розміру, нагрівальний кінець другого розміру і середню частину третього розміру і яка виконана з можливістю нагрівання субстрату для утворення аерозолю, при цьому згаданий третій розмір більший, ніж згаданий перший розмір, і більший, ніж згаданий другий розмір. За варіантом, якому віддається перевага, електронагрівна система утворення аерозолю є електронагрівною курильною системою. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається більша перевага, перший полюс джерела напруги виконаний таким чином, що уможливлене його підключення до щонайменше одного з множини нагрівальних елементів, і другий полюс джерела напруги виконаний таким чином, щоуможливлене його підключення до щонайменше одного іншого з множини нагрівальних елементів. Характерні властивості, описані для одного з аспектів цього винаходу, можуть бути застосовані до іншого аспекту здійснення цього винаходу. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається більша перевага, аерозолеутворюючий субстрат включає трубчастий субстрат, який має порожнину, в яку вміщують множину нагрівальних елементів. Альтернативно аерозолеутворюючий субстрат може включати субстрат загалом конічної форми, який має порожнину, в яку вміщують множину нагрівальних елементів. В інших варіантах здійснення цього винаходу аерозолеутворюючий субстрат може мати будь-яку іншу прийнятну форму, яка дозволяє вставляти нагрівальні елементи. Термін "порожнина", вжитий у цьому описі, означає простір усередині аерозолеутворюючого субстрату, в який може бути вставлений нагрівач. За варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат включає в себе матеріал, який містить леткі ароматичні сполуки тютюну, які вивільняються із субстрату при нагріванні. Аерозолеутворюючий субстрат може включати в себе нетютюнову сировину. Аерозолеутворюючий субстрат може включати в себе тютюнвмісну сировину або сировину, яка не містить тютюну. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат також містить аерозолеутворювач. До прийнятних прикладів аерозолеутворювачів належать гліцерин та пропіленгліколь. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат є твердим субстратом. Цей твердий субстрат може включати в себе, наприклад, один або декілька з таких елементів: порошок, гранули, кульки, шматочки, тонкі трубки, стрічки або листи, які містять один або більше з такого: листя трав, тютюнове листя, фрагменти тютюнових жилок, відновлений тютюн, екструдований тютюн, такий як гомогенізований тютюн і об'ємно розширений тютюн. Твердий субстрат може мати будь-яку форму або може бути вміщений у прийнятний контейнер або картридж. Факультативно твердий субстрат може містити інші тютюнові або нетютюнові леткі ароматичні сполуки, які вивільнюються при нагріванні субстрату. Факультативно твердий субстрат може бути нанесений на термостійкий носій або введений у його масу. За варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, згаданий носій являє собою трубчастий носій, який має тонкий шар твердого субстрату, нанесений на його внутрішню поверхню, або і на внутрішню, і на зовнішню поверхні. Такий трубчастий носій може бути виконаний, наприклад, з паперу або папероподібного матеріалу, нетканої мати з вуглецевого волокна, легкої металевої сітки з відкритими чарунками, перфорованої металевої фольги або будь-якої іншої термостійкої полімерної матриці. Альтернативно носій може мати форму порошку, гранул, кульок, шматочків, тонких трубок, стрічок або листів. Твердий субстрат може бути нанесений на поверхню носія у формі, наприклад, листа, піни, гелю або суспензії. Твердий субстрат може бути нанесений на всю поверхню носія, або альтернативно може бути нанесений за певною схемою для забезпечення неоднорідного розподілення ароматизатора під час використання. Альтернативно носій може являти собою неткане полотно або пучок волокон, у які введені тютюнові компоненти. Це неткане полотно або пучок волокон можуть включати в себе, наприклад, вуглецеві волокна, природні целюлозні волокна або волокна з похідних целюлози. 5 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як відомо фахівцям у цій галузі, аерозоль являє собою суспензію твердих частинок або крапель рідини у газі, такому як повітря. Аерозоль може являти собою суспензією твердих частинок та крапель рідини в газі, такому як повітря. Повітря являє собою суміш приблизно 78% азоту та 21% кисню за об'ємом. Діоксид вуглецю та інші незначні газові суміші становлять 1%. Під час роботи цей аерозолеутворюючий субстрат може бути повністю вміщений всередину електронагрівної системи утворення аерозолю. В цьому випадку курець може затягуватися через частину електронагрівної системи утворення аерозолю, яка вставляється в рот. Альтернативно під час роботи цей субстрат може бути частково вміщений усередину електронагрівної системи утворення аерозолю. В цьому випадку субстрат може утворювати частину окремого курильного виробу, а курець може затягуватися через згаданий окремий виріб. За варіантом, якому віддається перевага, субстрат утворює частину окремого курильного виробу, а курець може затягуватися безпосередньо через згаданий курильний виріб. Курильний виріб може мати загальну довжину від приблизно 30 мм до приблизно 100 мм. Курильний виріб може мати зовнішній діаметр від приблизно 5 мм до приблизно 13 мм. Курильний виріб може включати в себе відрізок штранга фільтра. Цей відрізок штранга фільтра може бути встановлений з нижнього за ходом диму кінця курильного виробу. Відрізок штранга фільтра може являти собою відрізок штранга ацетатцелюлозного фільтра. За варіантом, якому віддається перевага, відрізок штранга фільтра має довжину приблизно 7 мм, однак може мати довжину від приблизно 5 мм до приблизно 10 мм. За варіантом, якому віддається перевага, курильний виріб є являє собою сигарету. За варіантом здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, курильний виріб має загальну довжину від приблизно 40 мм до приблизно 50 мм. За варіантом, якому віддається перевага, курильний виріб має загальну довжину приблизно 45 мм. Також за варіантом, якому віддається перевага, курильний виріб повинен мати зовнішній діаметр приблизно 7,2 мм. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат містить тютюн. Також аерозолеутворюючий субстрат може мати довжину приблизно 10 мм. Однак за варіантом, якому віддається найбільша перевага, аерозолеутворюючий субстрат повинен мати довжину приблизно 12 мм. Діаметр аерозолеутворюючого субстрату може становити від приблизно 5 мм до приблизно 12 мм. Курильний виріб може включати в себе зовнішню паперову обгортку. Курильний виріб може мати проміжок між аерозолетвірним субстратом і відрізком штранга фільтра. Цей проміжок може становити приблизно 18 мм, однак він може становити від приблизно 5 мм і до приблизно до 25 мм. За варіантом, якому віддається перевага, електричну енергію подають на один або декілька нагрівальних елементів, доки температура нагрівального(-их) елемента(-ів) не досягне температури від приблизно 200°C до приблизно 440°C. Для керування нагріванням нагрівального елемента для досягнення температури від приблизно 200°С до приблизно 440°С можуть бути застосовані будь-які прийнятні датчик температури і схеми керування. Це відрізняється від звичайних сигарет, у яких згоряння тютюну і обгортки сигарети може відбуватися при температурі, яка досягає 800°С. Система може також включати в себе датчик виявлення потоку повітря, який свідчить про виконання курцем затяжки. У цьому варіанті здійснення винаходу, якому віддається перевага, цей датчик підключений до джерела електроживлення, а система виконана з можливістю приведення у дію щонайменше одного з нагрівальних елементів, коли датчик виявляє виконання курцем затяжки. Датчик може являти собою електромеханічний пристрій. Альтернативно датчик може являти собою будь-який з таких пристроїв: механічний пристрій, оптичний пристрій, оптикомеханічний пристрій та датчик на основі мікроелектромеханічних систем (MEMS). У цьому варіанті здійснення винаходу, якому віддається перевага, цей датчик підключений до джерела електроживлення, а система виконана з можливістю приведення у дію нагрівальних елементів або деяких нагрівальних елементів, коли датчик виявляє виконання курцем затяжки. В альтернативному варіанті здійснення цього винаходу система також включає в себе ручний перемикач для курця, призначений для ініціювання затяжки. За варіантом, якому віддається перевага, система також включає в себе корпус, в який вміщують аерозолеутворюючий субстрат, виконаний так, щоб курець міг його тримати. За варіантом, якому віддається перевага, корпус вміщує нагрівач, джерело напруги і будь-які інші складові частини, необхідні для системи. За варіантом, якому віддається перевага, електронагрівна курильна система також включає в себе джерело електроживлення, призначене для подавання електричного струму на нагрівальні елементи. Джерело електроживлення може являти собою будь-яке прийнятне 6 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 джерело електроживлення, наприклад, джерело напруги постійного струму. В одному з варіантів здійснення цього винаходу джерело електроживлення являє собою іонно-літієву батарею. Альтернативно джерело електроживлення може являти собою нікель-металогідридну батарею або нікель-кадмієву батарею, батарею фосфорнокислого заліза або марганцеволітієву батарею. Джерело електроживлення може включати в себе паливний елемент у складі електронагрівної курильної системи. Альтернативно джерело електроживлення може включати в себе схеми, які містять, наприклад, конденсатор, який виконаний таким чином, що уможливлене його заряджання за допомогою зовнішньої зарядної частини, і апаратний інтерфейс, призначений для підключення до зовнішнього джерела енергії. За варіантом, якому віддається перевага, електронагрівна курильна система також включає в себе електронні схеми, призначені для підключення до джерела електроживлення і нагрівальних елементів. В деяких варіантах здійснення цього винаходу, яким віддається перевага, електронні схеми забезпечують для цих нагрівальних елементів можливість незалежного керування. Ці електронні схеми можуть бути програмованими. Характерні властивості, зазначені стосовно одного аспекту здійснення цього винаходу, можуть також бути застосовними і до іншого аспекту здійснення цього винаходу. Лише у вигляді прикладу цей винахід буде нижче описаний з посиланнями на прикладені фігури, на яких: на Фіг. 1 зображена множина нагрівальних елементів за першим варіантом виконання нагрівача під час складання; на Фіг. 2 зображена шайба за першим варіантом виконання нагрівача під час складання; на Фіг. 3 зображений нагрівач, показаний на Фіг. 1 і Фіг. 2, у складеному вигляді; на Фіг. 4 зображена електрична схема, яка показує електричні з'єднання нагрівача, зображеного на Фіг. 3, із загальним контролем нагрівального елемента; на Фіг. 5 зображена електрична схема, яка показує електричні з'єднання нагрівача, зображеного на Фіг. 3, з індивідуальним контролем нагрівального елемента; на Фіг. 6 зображений схематичний розріз курильного виробу для застосування за одним із варіантів здійснення цього винаходу, причому цей курильний виріб включає трубчасту мату аерозолеутворюючого субстрату; на Фіг. 7 показаний нагрівач, зображений на Фіг. 3, вставлений в трубчасту мату тютюну; на Фіг. 8 показаний нагрівач, аналогічний нагрівачу, зображеному на Фіг. 3, який готовий до використання з трубчастою матою тютюну у курильному виробі; на Фіг. 9 і Фіг. 10 зображені альтернативні способи виконання конструкції нагрівача, зображеного на Фіг. 3; на Фіг. 11 зображений другий варіант виконання нагрівача за цим винаходом; на Фіг. 12 зображена електрична схема, яка показує електричні з'єднання нагрівача, зображеного Фіг. 11, та на Фіг. 13 зображений нагрівач, аналогічний нагрівачу, зображеному на Фіг. 11, який готовий до використання з трубчастою матою тютюну у курильному виробі. На Фіг. 1-5, Фіг. 7 та Фіг. 8 зображений перший варіант виконання нагрівача за цим винаходом. Як показано, зокрема, на Фіг. 1, Фіг. 2 і Фіг. 3, нагрівач 101 включає в себе електропровідний штирок у вигляді звичайного штирка 103, кільцеподібну шайбу 105 і множину нагрівальних елементів 107. Складений нагрівач 101 має шайбовий кінець А, нагрівальний кінець В і середню частину C. На Фіг. 1 зображені нагрівальні елементи 107 перед остаточним складанням, після того як вони були сформовані штампуванням з листа прийнятного матеріалу. На Фіг. 2 зображена шайбова частина, яка включає кільцеподібну шайбу 105 і звичайний штирок 103 перед остаточним складанням. Кільцеподібна шайба 105 може бути виготовлена з електроізоляційного матеріалу, який являє собою опору для утримування нагрівальних елементів у положенні, зображеному на Фіг. 3. Кільцеподібна шайба 105 також може являти собою опору для утримування звичайного штирка 103 у загалом центральному положенні на шайбі. У варіантах здійснення цього винаходу, які мають загальний контроль нагрівальними елементами (описаний нижче по відношенню до Фіг. 4), шайба може бути електропровідною, так що, коли згадані нагрівальні елементи приєднані до шайби, між згаданими нагрівальними елементами і шайбою виконане електричне з'єднання. Звичайний штирок 103 виготовлений окремо від нагрівальних елементів 107 і шайби 105. У цьому варіанті здійснення винаходу після штампування нагрівальні елементи 107 зігнуті всередину по відношенню до нагрівального кінця В. Звичайний штирок 103 вставлений у центральний отвір кільцеподібної шайби 105, але прямого електричного з'єднання між звичайним штирком 103 і шайбою 105 може і не бути. На шайбовому кінці А нагрівальні елементи 107 підключені до зовнішньої частини кільцеподібної шайби 105. У нагрівального 7 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кінця В нагрівальні елементи 107 електрично і фізично з'єднані із звичайним штирком 103. Це з'єднання створює загалом видовжену конструкцію, яка зображена на Фіг. 3. Як видно, зокрема, на Фіг. 3, яка являє собою вид збоку складеного нагрівача, нагрівальні елементи 107 складеного нагрівача утворюють видовжену конструкцію з круглим поперечним перерізом шайбового кінця А, гострим нагрівальним кінцем В та круглим поперечним перерізом середньої частини C. На Фіг. 3 діаметр середньої частини C позначений літерою f. Нагрівач може бути внутрішнім нагрівачем. Вигнута форма нагрівальних елементів 107 буде описана нижче. Як зображено на Фіг. 3, звичайний штирок 103 підключений до першого полюса джерела напруги, позначеного як V+, а шайба 105 підключена до другого полюса джерела напруги, позначеного як V-. Для ясності на Фіг. 3 зображено тільки чотири з восьми нагрівальних елементів 107. За варіантом, якому віддається перевага, коли система не застосовується, діаметр f нагрівача в середній частині C, який являє собою приблизно відстань між розташованими один навпроти одного нагрівальними елементами в середній частині, становить від приблизно 5 мм до приблизно 13 мм. Якщо нагрівач не стискається, діаметр f середньої частини C може бути більшим, ніж діаметр шайбового кінця А на приблизно 0,5 мм або 1 мм. За варіантом, якому віддається перевага, розділення нагрівальних елементів в середній частині C, тобто відстань між прилеглими нагрівальними елементами, якщо нагрівач не стискається, може становити від 1 мм до 4 мм. За варіантом, якому віддається більша перевага, розділення нагрівальних елементів в середній частині C, якщо нагрівач не стискається, може становити від 1,25 мм до 3,25 мм. В одному з варіантів здійснення цього винаходу кожний з нагрівальних елементів на шайбовому кінці А електрично з'єднаний один з одним і підключений до одиночного перемикача. Це зображено на електричній схемі Фіг. 4 і стосується загального контролю. Як зображено на Фіг. 4, звичайний штирок 103 підключений до першого полюса джерела напруги V+. Нагрівальні елементи 107 підключені до першого полюса джерела напруги і з'єднані паралельно, забезпечуючи спад напруги до більш низького значення. Нагрівальні елементи з'єднані один з одним при більш низькій напрузі, а потім приєднані до одиночного перемикача 109. В свою чергу перемикач 109 електрично підключений до другого полюса джерела напруги V- шайбою 105. В такій конструкції одиночний перемикач 109 контролює, чи проходить електричний струм через усі нагрівальні елементи 107. Перемикач 109, зображений на Фіг. 4, є механічним перемикачем, але альтернативно він може бути транзистором, таким як канальний транзистор (FET), біполярний транзистор, канальний польовий уніполярний МОП-транзистор (MOSFET), або перемикачем іншого типу. Під час роботи, коли перемикач 109 замкнутий, електричний струм проходить як показано пунктирними лініями на Фіг. 3 та стрілками на Фіг. 4. Всі нагрівальні елементи 107 нагріваються в результаті теплової дії електричного струму. Струм може проходити в протилежному напрямку. В цьому випадку звичайний штирок 103, який простягається через центр нагрівача, підключений до полюса джерела напруги V-, а шайбові кінці нагрівальних елементів підключені до полюса джерела напруги V+. Тобто для проходження електричного струму достатнім є виникнення різниці потенціалів між шайбовим кінцем звичайного штирка і шайбовим кінцем нагрівальних елементів. Як було зазначено вище, режим роботи, в якому один перемикач контролює потік струму через усі нагрівальні елементи 107, називають загальним контролем. В іншому варіанті здійснення цього винаходу можливий індивідуальний контроль кожного з нагрівальних елементів 107. Схема для цього варіанта здійснення зображена на Фіг. 5 і стосується індивідуального контролю. Як показано на Фіг. 5, звичайний штирок 103 підключений до першого полюса джерела напруги V+, як зображено на Фіг. 4. Звичайний штирок 103 електрично і механічно з'єднаний з усіма нагрівальними елементами у нагрівального кінця В нагрівача. Таким чином, нагрівальні елементи підключені до першого полюса джерела напруги. Нагрівальні елементи 107 підключені до першого джерела напруги і з'єднані паралельно, забезпечуючи спад напруги до більш низьких значень. При низькій напрузі кожний з нагрівальних елементів 107 з'єднаний з непровідною частиною шайби зварюванням або склеюванням чи приєднанням їх на окремому етапі в процесі виробництва. Непровідна шайба може бути виготовлена штампуванням з листового ізоляційного матеріалу, як описано вище. У кінця шайби А кожний нагрівальний елемент 107 підключений через перемикач 109 до другого полюса джерела напруги, позначеного як V- на шайбі 105. Перемикачі 109, зображені на Фіг. 5, є механічними перемикачами, але вони можуть бути транзисторами, такими як канальні транзистори (FET), біполярні транзистори, канальні польові уніполярні МОП-транзистори (MOSFET), або перемикачами іншого типу. 8 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 3035 40 45 50 55 60 Під час роботи, коли один або декілька перемикачів 109 замкнені, струм проходить через відповідні резистивні нагрівальні елементи 107 в результаті спаду напруги між звичайним штирком першого полюса джерела напруги V+ і другого полюса джерела напруги V-. Як показано стрілками на Фіг. 5, електричний струм проходить від V+ до V-. У той час як проходить струм, температура нагрівальних елементів 107, чий відповідний перемикач був замкнений, збільшується, тим самим нагріваючи аерозолеутворюючий субстрат. Як зображено на Фіг. 4, струм може проходити в протилежному напрямку. Як буде описано нижче, температура звичайного штирка 103 збільшується, але значно менше, ніж температура нагрівальних елементів 107. Нагрівальні елементи 107 виготовлені з електрорезистивного листового матеріалу, наприклад, з листа хроміду нікелю, алюмініду заліза, вольфрамового сплаву або будь-якого іншого електрорезистивного металевого сплаву з високими експлуатаційними властивостями. Звичайний штирок, як правило, виготовляють з електропровідного матеріалу, такого як мідь. Звичайний штирок загалом не сприяє нагріванню субстрату. Цей субстрат, як правило, має приблизно 5-10% опір від загального опору нагрівальних елементів. За варіантом, якому віддається перевага, звичайний штирок має розмір, при якому він не поглинає тепло, а розсіює тепло від нагрівальних елементів. Шайба 105 може бути виготовлена з електропровідного матеріалу, такого як мідь. Альтернативно шайба може бути виготовлена з електроізоляційного матеріалу, такого як пластик або кераміка. В цьому випадку, після того як нагрівальні елементи у опорного кінця були механічно приєднані до шайби склеюванням, зварюванням або іншим шляхом, створюється електричне з'єднання між кожним з нагрівальних елементів на опорному кінці та перемикачем для контролю проходження струму через нагрівальні елементи. Перемикачі 109, зображені на Фіг. 4 і Фіг. 5, можуть бути виготовлені декількома шляхами. По-перше, дріт можна припаяти до одного кінця електропровідної шайби, позначеного V-, та припаяти другий дріт до звичайного штирка, позначеного V+ на Фіг. 3. У цьому варіанті здійснення винаходу шайба і множина нагрівальних елементів електрично з'єднані один з одним. Перемикач 109 може бути встановлений на окремій друкованій платі на певній відстані від нагрівального елемента. За варіантом, якому віддається перевага, перемикач є канальним польовим уніполярним МОП-транзистором (MOSFET), а дроти електрично з'єднані з джерелом електроживлення із застосуванням перемикача. Альтернативно після штампування нагрівального елемента, як описано вище, окрема друкована плата приблизно такої самої форми, як і шайба 105, може бути виготовлена з включенням перемикачів, таких як MOSFET, та електричної схеми, зображеної на Фіг. 4. Відповідні електричні з'єднання встановлюють між друкованою платою на шайбі і нагрівальними елементами та звичайним штирком з утворенням електричної схеми, зображеної на Фіг. 4. На Фіг. 1, Фіг. 3, Фіг. 4 і Фіг. 5, зображені вісім нагрівальних елементів 107. Однак можливою є будь-яка кількість нагрівальних елементів, яка є прийнятною. Наприклад, може бути від 5 нагрівальних елементів до 15 нагрівальних елементів. За варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага, може бути 10, 11 або 12 нагрівальних елементів. Також можливо встановити зовнішні нагрівальні елементи на додаток до нагрівальних елементів 107. Це буде описано нижче з посиланням на Фіг. 8 і Фіг. 13. На Фіг. 6 зображений курильний виріб 601 для використання з електронагрівною курильною системою відповідно до варіантів здійснення цього винаходу. Курильний виріб 601 має видовжену циліндричну форму і включає в себе аерозолеутворюючий субстрат 115 і відрізок штранга фільтра 611, розташовані послідовно та співвісно. Складові частини 115 і 611 обгорнуті зовнішньою паперовою обгорткою 615. Аерозолеутворюючий субстрат 115 є загалом трубчастим. Довжина l трубки може бути загалом паралельною відносно довжини курильного виробу. Крім того, довжина l трубки може бути загалом паралельною напрямку потоку повітря (не зображено) у електронагрівній курильній системі, коли користувач виконує затяжку. Основа трубки може бути загалом перпендикулярною довжині, a d є внутрішнім діаметром трубки. На Фіг. 7 показаний нагрівач, зображений на Фіг. 3, вставлений в трубчасту мату тютюну 115, як показано на Фіг. 6. У нагрівача, зображеного на Фіг. 3, нагрівальні елементи утворюють конструкцію загалом кулеподібної форми, яка звужується до кінчика у нагрівального кінця В. На Фіг. 3 діаметр конструкції в середній частині C, позначений як f на Фіг. 3, є більшим за діаметр матриці у кінчика (нагрівальний кінець В) та у опорного кінця А. Показаний на Фіг. 7 звичайний штирок 103, який проходить через центр нагрівача і підключений до першого полюса джерела напруги V+, забезпечує загальне з'єднання кожного з нагрівальних елементів 107. У нагрівального кінця В звичайний штирок 103 електрично і фізично з'єднаний з кожним нагрівальним елементом 107. Кожний нагрівальний елемент являє 9 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 собою резистор, який нагрівається при проходженні струму через нього, тим самим нагріваючи субстрат. На Фіг. 7 зображений нагрівач, який вставлений в трубчасту мату, коли внутрішній діаметр d трубчастої мати менший за діаметр f нагрівача у середній частині C, зображеній на Фіг. 3. Вставлення нагрівача в мату змушує нагрівальні елементи 107 зміщуватися у напрямку звичайного штирка 103. Для полегшення цього руху нагрівальні елементи деформуються, як показано на Фіг. 7. Цей рух нагрівальних елементів називають механічним зчленуванням. Це сприяє контакту більшої кількості нагрівальних елементів з трубчастою матою, ніж у випадку, коли діаметр нагрівача f в середній частині C, показаний на Фіг. 3, був такий самий або менший за внутрішній діаметр трубчастої мати d, як показано на Фіг. 6 і Фіг. 7. Крім того, це забезпечує добрий контакт між нагрівальним елементом і трубчастою матою. Коли нагрівальний елемент вставлений в трубчасту мату, форма нагрівального елемента змінюється від загалом кулеподібної форми, з діаметром в середній частині C, який є більшим за діаметр будь-якого з двох кінців А чи В, на загалом трубчасту форму, в якій бічні поверхні нагрівача паралельні трубчастій маті. Крім того, якщо нагрівач має загалом трубчасту форму, діаметр нагрівача є загалом однаковим по довжині нагрівача. Крім того, форма кінчика нагрівача В також змінюється із загостреної форми, як показано на Фіг. 3, на більш округлу форму, як показано на Фіг. 7. На Фіг. 8 зображений нагрівач, подібний до нагрівача, зображеного на Фіг. 3, готовий до використання з трубчастою матою тютюну у курильному виробі. Цей нагрівач зображений в розрізі на Фіг. 8, зліва. Нагрівач включає в себе звичайний штирок 103, нагрівальні елементи 107 і шайбу 105, як описано вище, і додатково включає в себе загалом трубчасту раму 113. Трубчаста рама може включати в себе один або декілька зовнішніх нагрівальних елементів на її внутрішній поверхні, що не показано на Фіг. 8. Аерозолеутворюючий субстрат 115 схематично зображений на Фіг. 8, справа. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат 115 є загалом трубчастою матою тютюну. Нагрівач вставляється в трубчасту мату у нагрівального кінця В так, що конструкція, утворена нагрівальними елементами 107, розташовується усередині трубчастої мати, а рама 113 розташовується поза трубчастою матою. За варіантом, якому віддається перевага, внутрішній діаметр d трубчастої мати є порівнянним з діаметром f середньої частини C видовженої конструкції або дещо меншим за нього. Таким чином, коли видовжена конструкція вставляється в трубчасту мату, на трубчасту мату можуть діяти зовнішні сили, створені вигнутими нагрівальними елементами. Це забезпечує щільну посадку, так що конструкція зберігає стабільність, і створюється добрий контакт між нагрівальними елементами і субстратом, як зображено на Фіг. 7. За варіантом, якому віддається перевага, зовнішній діаметр є трубчастої мати однаковий або дещо менший за внутрішній діаметр g рами 113. Це також забезпечує щільну посадку. Це також максимізує ефективність нагрівання, якщо зовнішні нагрівальні елементи розташовані на внутрішній поверхні рами 113. На Фіг. 9 і Фіг. 10 зображені альтернативні способи конструювання нагрівача за варіантами здійснення цього винаходу. На обох Фіг. 9 і Фіг. 10 нагрівач 201 має сполучний елемент 206 і множину нагрівальних елементів 207, які показані до остаточного складання. У варіанті здійснення винаходу, зображеному на Фіг. 9, нагрівальні елементи 207 виготовлені штампуванням з прийнятного листового матеріалу за допомогою пресу прийнятної форми. Нагрівальні елементи виготовлені штампуванням з формуванням ряду паралельних ніжок. Всі ніжки електрично і механічно з'єднані одна з одною загалом прямим сполучним елементом 206. Сполучний елемент може бути загалом перпендикулярним до ніжок. У варіанті здійснення цього винаходу, зображеному на Фіг. 10, нагрівальні елементи 207 виготовлені окремо, і кожний нагрівальний елемент 207 приварений зварною точкою на зварному шві 203 до сполучного елемента 206. Після формування, як зображено на Фіг. 9 або Фіг. 10, сполучний елемент 206 згинають, як показано стрілками на Фіг. 9 і Фіг. 10, з утворенням кільця. Кільце має нагрівальні елементи 207, які простягаються від сполучного елемента 206 на кут приблизно 90°. Два кінця сполучного елемента можуть бути з'єднані один з іншим зварюванням або склеюванням або із застосуванням будь-якого іншого прийнятного способу з'єднання. Після такого згинання або формування сполучний елемент 206 за варіантом, якому віддається перевага, має загалом круглу форму. Потім нагрівальним елементам 207 надається форма, показана на Фіг. 3, і їх механічно приєднують до шайби 105 (як показано на Фіг. 2) зварюванням, склеюванням або із застосуванням будь-якого іншого методу з'єднання. Шайба може бути електроізоляційною в разі індивідуального контролю нагрівального елемента, або може бути електропровідною у разі загального контролю нагрівальних елементів. Шайба також може бути механічною опорою для нагрівальних елементів 207. Крім того, у шайбі можуть бути виконані пази із застосуванням лазерного вирізання або із застосуванням пилки, і нагрівальні елементи можуть бути вставлені 10 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 в пази і зафіксовані із застосуванням приклеювання, зварювання, вкручування або вигинання нагрівальних елементів. Перемикачі 109 (не зображені на Фіг. 9 і Фіг. 10) можуть бути виготовлені як описано вище. На Фіг. 9 і Фіг. 10 шайбовий кінець позначений А, нагрівальний кінець позначений В і середня частина позначена C. Звичайний штирок може бути прикріплений до нагрівача, як описано вище з посиланням на Фіг. 1-3. Фіг. 11, Фіг. 12 і Фіг. 13 показують другий варіант виконання нагрівача за цим винаходом. На Фіг. 11 зображений вид збоку складеного нагрівача і електрична схема, яка показує електричні з'єднання нагрівача. Фіг. 12 являє собою електричну схему, яка показує електричні з'єднання нагрівача, зображеного на Фіг. 11. На Фіг. 13 зображений нагрівач, подібний до нагрівача, зображеного на Фіг. 11, готовий до роботи з трубчастою матою тютюну у курильному виробі. На відміну від варіантів здійснення цього винаходу, зображених на Фіг. 1-5, Фіг. 7 і Фіг. 8, у цьому варіанті немає звичайного штирка, замість нього використовується електрична багатопроменева система. Нагрівач, зображений на Фіг. 11, може бути виготовлений з використанням способу, який зображений на Фіг. 1 і Фіг. 2, або Фіг. 9, або Фіг. 10. На Фіг. 11 зображений вид збоку складеного нагрівача. Для ясності на Фіг. 11 зображено тільки шість із нагрівальних елементів 207. Нагрівальні елементи 207 складеного нагрівача утворюють загалом видовжену конструкцію з шайбовим кінцем А, яка має круглий поперечний переріз, гострий нагрівальний кінець В та середню частину C з круглим поперечним перерізом. Вигнута форма нагрівальних елементів 207 буде описана нижче. Як показано на Фіг. 11 і Фіг. 12, деякі окремі нагрівальні елементи підключені у шайбового кінця А до першого полюса джерела напруги, позначеного як V+, а деякі з них підключені у шайбового кінця А до другого полюса джерела напруги, позначеного як V-. У нагрівального кінця В нагрівача всі нагрівальні елементи електрично і механічно з'єднані один з одним. Електрична схема, дроти й перемикачі приєднані, як описано вище з утворенням схеми, зображеної на Фіг. 11 і Фіг. 12. Пунктирні лінії на Фіг. 11 показують проходження електричного струму в нагрівальних елементах 207, коли відповідні перемикачі замкнуті. Посилаючись на Фіг. 12, як було описано вище, деякі з нагрівальних елементів у шайбового кінця А підключені до першого полюса джерела напруги V+ за допомогою перемикачів 210, при цьому перемикачем 210 споряджений кожний нагрівальний елемент. Підключення 205 до першого полюса джерела напруги V+ реалізується через схему нагрівача. Інші нагрівальні елементи у шайбового кінця А підключені до другого полюса джерела напруги V- 209 за допомогою перемикачів, при цьому перемикачем 209 споряджений кожний нагрівальний елемент. Підключення 211 до другого полюса джерела напруги V- реалізується через схему нагрівача. Кожний нагрівальний елемент 207 є резистором, який нагрівається при проходженні через нього електричного струму, тим самим нагріваючи субстрат. На Фіг. 12 показані чотири нагрівальні елементи, які виконані з можливістю підключення до першого полюса джерела напруги, і чотири нагрівальні елементи, які виконані з можливістю підключення до другого полюса джерела напруги. Тим не менш, будь-який розподіл між двома полюсами джерела напруги можливий до тих пір, поки щонайменше один нагрівальний елемент може бути підключений до першого полюса джерела напруги і щонайменше один нагрівальний елемент може бути підключений до другого полюса джерела напруги. На Фіг. 11 стрілки показують напрямок проходження електричного струму, коли відповідні перемикачі замкнуті. На Фіг. 12 перемикачі 209, 210 зображені як механічні перемикачі, але це можуть бути транзистори, такі як канальні транзистори (FET), біполярні транзистори, або перемикачі іншого типу. У варіантах здійснення цього винаходу на Фіг. 11 та Фіг. 12, яким віддається перевага, перемикачі 209, 210 контролюються індивідуально. Це уможливлює вибіркове підключення до джерела напруги кожного нагрівального елемента. Це дає можливість нагрівати різні частини аерозолеутворюючого субстрату. Крім того, це робить можливим послідовне нагрівання різних частин субстрату. Тим не менш, за необхідності, всі перемикачі 209 можуть бути замінені одним перемикачем. За необхідності всі перемикачі 210 можуть бути замінені одним перемикачем. В процесі роботи, коли хоча б один перемикач 209 замкнутий і хоча б один перемикач 210 замкнутий, утворюється з'єднання між першим і другим полюсами джерела напруги, і струм проходить через відповідні нагрівальні елементи 207. Температура нагрівальних елементів 207 збільшується, тим самим нагріваючи аерозолеутворюючий субстрат. Нагрівальні елементи, які необхідно підключити до джерела напруги, обираються шляхом перемикання відповідних перемикачів 209, 210. Якщо жодний з перемикачів не приєднаний, не має спаду напруги, так що жоден з нагрівальних елементів 207 не знаходиться під напругою. Нагрівальні елементи 207 виготовлені з одного або декількох електрорезистивних листів матеріалу, наприклад, листів хроміду нікелю, алюмініду заліза, вольфрамового сплаву або будь-якого іншого електрорезистивного металевого сплаву з високими експлуатаційними 11 UA 106106 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 властивостями, як описано вище. Шайба може бути виготовлена з окремого непровідного матеріалу, як описано вище. У варіантах здійснення цього винаходу, показаних на Фіг. 7, Фіг. 8 Фіг. 9, Фіг. 10, Фіг. 11 і Фіг. 12, зображено вісім нагрівальних елементів 207. Тим не менш можлива будь-яка прийнятна кількість нагрівальних елементів. Наприклад, може бути від 5 до 15 нагрівальних елементів. За варіантом, якому віддається перевага, може бути 10, 11 або 12 нагрівальних елементів. На додаток до нагрівальних елементів 207 можуть бути передбачені зовнішні нагрівальні елементи. На Фіг. 13 зображений нагрівач, подібний до нагрівача, зображеного на Фіг. 11, готовий до використання з трубчастою матою тютюну у курильному виробі. Для ясності показано лише шість нагрівальних елементів. Нагрівач зображений в розрізі на Фіг. 13, зліва. Нагрівач включає в себе нагрівальні елемент 207 і шайбу 205, як описано вище, і додатково включає в себе трубчасту раму 213. Трубчаста рама може включати в себе один або декілька зовнішніх нагрівальних елементів на її внутрішній поверхні, хоча це не зображено на Фіг. 13. Аерозолеутворюючий субстрат 115 схематично зображений на Фіг. 13, справа. За варіантом, якому віддається перевага, аерозолеутворюючий субстрат є загалом трубчастою матою тютюну. Нагрівач вставляється в трубчасту мату у нагрівального кінця В так, що множина нагрівальних елементів 207 розташовується всередині трубчастої мати, а рама 213 розташовується за межами трубчастої мати. За варіантом, якому віддається перевага, внутрішній діаметр d трубчастої мати є порівнянним із діаметром f середньої частини C видовженої конструкції або дещо меншим за нього. Таким чином, коли видовжена конструкція вставляється в трубчасту мату, вигнуті трубчасті нагрівальні елементи можуть натискати на мату. Це забезпечує щільну посадку, так що конструкція зберігає стабільність положення, і створюється добрий контакт між нагрівальними елементами і субстратом, як описано вище. Як зазначено вище, це називається механічним зчленуванням. За варіантом, якому віддається перевага, зовнішній діаметр є трубчастої мати є порівнянним із внутрішнім діаметром g рамки 213 або дещо меншим за нього. Це також забезпечує щільне прилягання. Ефективність нагрівання максимізується, якщо зовнішні нагрівальні елементи закріплені на внутрішній поверхні рамки 213. Необхідно зазначити, що багато характеристик варіантів здійснення цього винаходу, описаних вище, є взаємозамінними. В процесі роботи нагрівальні елементи нагрівачів, як правило, досягають температури нижче ніж 500°C. За варіантом, якому віддається перевага, температура досягає від приблизно 300°C до приблизно 500°С. За варіантом, якому віддається більша перевага, температура досягає приблизно 250°С. Нагрівачі, зображені на фігурах, можуть бути внутрішніми нагрівачами. Термін "внутрішній нагрівач" означає нагрівач, в якому нагрівальні елементи розташовані всередині або в межах аерозолеутворюючого субстрату під час використання. Таким чином, будь-який конденсат, який утворюється на нагрівальних елементах, випаровується в процесі нагрівання або видаляється в результаті контактування із субстратом. Зокрема, це відрізняється від зовнішнього нагрівального елемента, в якому зовнішня поверхня кожного нагрівального елемента може легко забруднитися, оскільки вона ніколи не контактує із субстратом для видалення конденсату. У наведених варіантах здійснення цього винаходу, які включають в себе звичайний штирок 103, саморозігрів звичайного штирка 103 є прийнятним, оскільки тепло буде перешкоджати утворенню конденсату на поверхні звичайного штирка і навіть на внутрішній поверхні нагрівальних елементів. Альтернативно нагрівач може бути зовнішнім нагрівачем. Термін "зовнішній нагрівач" означає нагрівач, який принаймні частково оточує аерозолеутворюючий субстрат. Окрім того, оскільки нагрівач може бути внутрішнім нагрівачем, процес нагрівання може бути більш ефективним. При цьому може знадобитися менше енергії і можливо мінімізувати час між затяжкою користувача і утворенням аерозолю. Це відбувається завдяки тому, що нагрівальні елементи є внутрішніми по відношенню до аерозолеутворюючого субстрату під час роботи, так що більша частина тепла використовується для нагрівання субстрату і лише невелика кількість тепла розсіюється. Крім того, на відміну від зовнішніх нагрівальних елементів, відбувається контакт лише із самим субстратом, а не, наприклад, із зовнішньою паперовою обгорткою. Це підвищує ефективність і знижує ймовірність вивільнення небажаних ароматів. Зображені на фігурах нагрівачі оптимізовані для використання з аерозолетвірним субстратом загалом конічної або трубчастої форми. Наприклад, субстрат може мати мату тютюнової сировини загалом конічної або трубчастої форми, яка визначає порожнину для нагрівальних елементів. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівач і субстрат мають 12 UA 106106 C2 5 10 15 такий розмір, що нагрівальні елементи втискаються всередину для того, щоб їх вставити в трубчастий або конічний субстрат. В результаті на внутрішню поверхню субстрату діють зовнішні сили, які створюють нагрівальні елементи, що забезпечує добрий контакт із субстратом. Це також може допомогти в утриманні нагрівальних елементів на місці у субстраті. Трубчастий субстрат може бути сформований у пруток курильного матеріалу, наприклад, як у сигареті. На Фіг. 3, Фіг. 7, Фіг. 8, Фіг. 11 і Фіг. 13 зображені нагрівальні елементи загалом еліптичної форми, які відхилені назовні вздовж їх довжини. Нагрівач має перший розмір у опорного, або шайбового, кінця (позначений як А), другий розмір у нагрівального кінця (позначений як В) і третій розмір у середній частині (позначений як C). (Оскільки нагрівач на фігурах має круглий поперечний переріз, ці розміри є діаметрами). Це означає, що найбільший діаметр складений нагрівач має в середній частині, навколо центру нагрівальних елементів. Це забезпечує добрий контакт із субстратом. За варіантом, якому віддається перевага, діаметр нагрівального кінця В менший, ніж діаметр опорного кінця А, що полегшує вставляння складеного нагрівача в трубчастий субстрат. За варіантом, якому віддається перевага, нагрівальні елементи мають жорсткість, яка дозволяє їх вставити в субстрат, і гнучкість, яка дозволяє їм заповнити порожнину, утворену субстратом, і підтримувати контакт із субстратом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Нагрівач (101) для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату, який включає в себе множину видовжених нагрівальних елементів (107), розташованих з утворенням видовженої конструкції, яка має опорний кінець першого розміру, нагрівальний кінець другого розміру і середню частину третього розміру і яка виконана з можливістю нагрівання аерозолеутворюючого субстрату для утворення аерозолю, при цьому згаданий третій розмір більший, ніж згаданий перший розмір, і більший, ніж згаданий другий розмір. 2. Нагрівач за п. 1, який відрізняється тим, що множина видовжених нагрівальних елементів розташована з утворенням загалом трубчастої конструкції. 3. Нагрівач за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що щонайменше один зі згаданих першого розміру, другого розміру або третього розміру є діаметром згаданої конструкції. 4. Нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що у нагрівального кінця згадані нагрівальні елементи електрично з'єднані або механічно з'єднані, або і механічно, і електрично з'єднані один з одним. 5. Нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що згаданий розмір середньої частини конструкції більший, ніж внутрішній розмір порожнини аерозолеутворюючого субстрату, так що коли множину нагрівальних елементів вводять у порожнину аерозолеутворюючого субстрату, нагрівальні елементи притискаються один до одного так, що вони тиснуть на субстрат. 6. Нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе щонайменше один зовнішній нагрівальний елемент для нагрівання аерозолетвірного субстрату ззовні. 7. Нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково включає в себе електропровідний штирок, розташований загалом в центрі видовженої конструкції, утвореної нагрівальними елементами. 8. Нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що множина нагрівальних елементів виконана таким чином, що уможливлене їх підключення між першим полюсом джерела напруги і другим полюсом джерела напруги. 9. Нагрівач за п. 8, який відрізняється тим, що всі нагрівальні елементи виконані таким чином, що уможливлене їх підключення до одного з першого і другого полюсів джерела напруги у згаданого опорного кінця і уможливлене їх підключення до іншого зі згаданих першого і другого полюсів джерела напруги у згаданого нагрівального кінця. 10. Нагрівач за п. 8, який відрізняється тим, що опорний кінець щонайменше одного з нагрівальних елементів виконаний таким чином, що уможливлене його підключення до одного з першого і другого полюсів джерела напруги, а опорний кінець щонайменше одного іншого нагрівального елемента виконаний таким чином, що уможливлене його підключення до іншого зі згаданих першого і другого полюсів джерела напруги. 11. Нагрівач за будь-яким із пп. 8-10, який відрізняється тим, що включає в себе перемикач для кожного нагрівального елемента, причому кожний такий перемикач робить можливим проходження електричного струму через відповідний нагрівальний елемент. 13 UA 106106 C2 5 10 12. Нагрівач за будь-яким із пп. 8-10, який відрізняється тим, що включає в себе перемикач, який робить можливим проходження електричного струму через усі нагрівальні елементи. 13. Електронагрівна система утворення аерозолю, в яку вміщують аерозолеутворюючий субстрат і яка включає в себе нагрівач за будь-яким із попередніх пунктів. 14. Електронагрівна система утворення аерозолю, в яку вміщують аерозолеутворюючий субстрат і яка включає в себе: нагрівач (101) для нагрівання аерозолеутворюючого субстрату, який включає в себе множину видовжених нагрівальних елементів (107), розташованих з утворенням видовженої конструкції, яка має опорний кінець першого розміру, нагрівальний кінець другого розміру і середню частину третього розміру і яка виконана з можливістю нагрівання субстрату для утворення аерозолю, при цьому згаданий третій розмір більший, ніж згаданий перший розмір, і більший, ніж згаданий другий розмір. 14 UA 106106 C2 15 UA 106106 C2 16 UA 106106 C2 17 UA 106106 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 18