EA043259B1 - AEROSOL GENERATING DEVICE WITH POROUS CONVECTION HEATER - Google Patents

AEROSOL GENERATING DEVICE WITH POROUS CONVECTION HEATER Download PDF

Info

Publication number
EA043259B1
EA043259B1 EA202291426 EA043259B1 EA 043259 B1 EA043259 B1 EA 043259B1 EA 202291426 EA202291426 EA 202291426 EA 043259 B1 EA043259 B1 EA 043259B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
aerosol generating
heating element
plate
generating device
ground
Prior art date
Application number
EA202291426
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алек Райт
Original Assignee
ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А. filed Critical ДжейТи ИНТЕРНЕШНЛ С.А.
Publication of EA043259B1 publication Critical patent/EA043259B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение в целом относится к устройствам, генерирующим аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, содержащим конвекционный нагревательный элемент.The invention generally relates to aerosol generating devices. In particular, the present invention relates to aerosol generating devices comprising a convection heating element.

Предпосылки изобретенияBackground of the invention

В устройствах, генерирующих аэрозоль, обычно применяют конвекционные нагреватели, которые нагревают воздух, который используется для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, чтобы генерировать аэрозоль или пар. Однако текущие конфигурации конвекционного нагревателя имеют несколько недостатков. Если конвекционный нагреватель выполнен в виде нагревательной пластины, нагревательная пластина позволяет нагревать только небольшую контактную поверхность для воздуха, и, таким образом, это приводит к производительности с неоднородным и недостаточным нагреванием. В других конфигурациях применяют нагревательный элемент в комбинации с рассеивателем тепла, который или распределяет тепло, генерируемое нагревательным элементом, или рассеивает воздух, нагретый нагревателем, для достижения более однородного нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Это дополнительно может служить цели способствования обеспечению возможности нагрева самого нагревательного элемента более однородным образом, чтобы по возможности избежать термической нестабильности. Однако, поскольку рассеиватель тепла не является активным нагревательным элементом, производительность нагревания является недостаточной.Aerosol generating devices typically use convection heaters that heat air that is used to heat the aerosol generating substrate to generate an aerosol or vapor. However, current convection heater configurations have several drawbacks. If the convection heater is in the form of a heating plate, the heating plate only allows a small air contact surface to be heated, and thus results in non-uniform and insufficient heating performance. Other configurations use a heating element in combination with a heat spreader that either distributes the heat generated by the heating element or diffuses the air heated by the heater to achieve more uniform heating of the aerosol generating substrate. This may further serve the purpose of helping to enable the heating element itself to be heated in a more uniform manner, so as to avoid thermal instability as much as possible. However, since the heat spreader is not an active heating element, the heating performance is insufficient.

Следовательно, целью настоящего изобретения является предоставление конвекционного нагревателя, который обеспечивает возможность улучшенной производительности нагревания и/или более однородного нагревания нагревателя.Therefore, it is an object of the present invention to provide a convection heater that enables improved heating performance and/or more uniform heating of the heater.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Вышеуказанная цель достигается изобретением, как определено признаками независимых пунктов формулы изобретения. Его преимущественные предпочтительные варианты осуществления определены признаками зависимых пунктов формулы изобретения.The above object is achieved by the invention as defined by the features of the independent claims. Its preferred preferred embodiments are defined by the features of the dependent claims.

Согласно первому аспекту настоящее изобретение предусматривает устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее камеру, выполненную с возможностью по меньшей мере частичного размещения субстрата, образующего аэрозоль, проход для потока воздуха, проходящий через камеру, конвекционный нагреватель, расположенный выше по ходу потока относительно камеры в направлении потока по проходу для потока воздуха, и нагревательный элемент, имеющий пористую структуру, выполненную таким образом, что вызывается прохождение воздуха, который должен протекать по проходу для потока воздуха, через нагревательный элемент для достижения камеры. Пористая структура нагревательного элемента обеспечивает более высокое значение отношения поверхности нагрева к объему в отличие от нагревательного элемента в виде пластины или штыря. Это обеспечивает возможность эффективного и равномерного нагревания воздуха, проходящего через пористую структуру.According to a first aspect, the present invention provides an aerosol generating apparatus comprising a chamber configured to at least partially accommodate an aerosol generating substrate, an air flow passage through the chamber, a convection heater located upstream of the chamber in the direction of flow along an air flow passage, and a heating element having a porous structure configured to cause air to flow through the air flow passage through the heating element to reach the chamber. The porous structure of the heating element provides a higher ratio of heating surface to volume, in contrast to the heating element in the form of a plate or pin. This allows efficient and uniform heating of the air passing through the porous structure.

В первом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения нагревательный элемент состоит из спеченного металлического материала или содержит его. Использование спеченного металлического материала является преимущественным, поскольку процесс спекания уже обеспечивает возможность получения пористой структуры без необходимости выполнения этапов механической обработки, например, при попытке создать пористую структуру из цельного куска металлического материала.In a first preferred embodiment according to the first aspect of the present invention, the heating element consists of or contains a sintered metal material. The use of a sintered metal material is advantageous because the sintering process already allows a porous structure to be obtained without the need for machining steps, such as when trying to create a porous structure from a single piece of metal material.

Во втором предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент содержит металлический материал, имеющий низкий температурный коэффициент сопротивления а. Наличие более низкого температурного коэффициента сопротивления означает, что даже когда металлический материал нагревается, электрическое сопротивление металлических материалов изменяется незначительно. Это является преимущественным, поскольку это сдерживает появление мест перегрева в нагревательных элементах и, таким образом, уменьшает вероятность термической нестабильности, которая может привести к неустранимому отказу нагревателя и/или нанесению вреда нагреванием устройству, генерирующему аэрозоль, и потенциально пользователю устройства, генерирующего аэрозоль.In a second preferred embodiment according to any of the previous embodiments of the present invention, the heating element comprises a metal material having a low temperature coefficient of resistance a. Having a lower temperature coefficient of resistance means that even when the metal material is heated, the electrical resistance of the metal materials does not change much. This is advantageous because it inhibits hot spots in the heating elements and thus reduces the chance of thermal instability that could lead to fatal heater failure and/or heat damage to the aerosol generating device and potentially to the user of the aerosol generating device.

В третьем предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления настоящего изобретения температурный коэффициент сопротивления α составляет от 0,0000 до 0,001, предпочтительно от 0,0000 до 0,0009, более предпочтительно от 0,0000 до 0,0008, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0007, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0006, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0005, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0004, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0003, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,00025, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0002, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,00015.In the third preferred embodiment according to any of the previous embodiments of the present invention, the temperature coefficient of resistance α is 0.0000 to 0.001, preferably 0.0000 to 0.0009, more preferably 0.0000 to 0.0008, even more preferably from 0.0000 to 0.0007, even more preferably from 0.0000 to 0.0006, even more preferably from 0.0000 to 0.0005, even more preferably from 0.0000 to 0.0004, even more preferably from 0.0000 to 0.0003, even more preferably 0.0000 to 0.00025, even more preferably 0.0000 to 0.0002, even more preferably 0.0000 to 0.00015.

В четвертом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения с первого по третий металлический материал содержит нержавеющую сталь, NiCr, CuNi, NiCrAl и/или SiCrN, предпочтительно NiCr.In a fourth preferred embodiment according to any of the preferred embodiments of the present invention, the first to third metallic material comprises stainless steel, NiCr, CuNi, NiCrAl and/or SiCrN, preferably NiCr.

В пятом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления настоящего изобретения устройство, генерирующее аэрозоль, содержит компонентIn a fifth preferred embodiment according to any of the previous embodiments of the present invention, the aerosol generating device comprises a component

- 1 043259 в виде кондуктивного нагревателя, выполненный с возможностью нагревания по меньшей мере некоторых частей субстрата, образующего аэрозоль. За счет наличия дополнительного кондуктивного нагревателя устройство, генерирующее аэрозоль, может генерировать аэрозоль из субстратов, образующих аэрозоль, для которых требуется или является предпочтительным кондуктивное нагревание, таких как, например, субстраты, образующие аэрозоль, на основе табака.- 1 043259 in the form of a conductive heater, configured to heat at least some parts of the aerosol-forming substrate. By providing an additional conductive heater, the aerosol generating device can generate an aerosol from aerosol generating substrates that require or prefer conductive heating, such as, for example, tobacco based aerosol generating substrates.

В шестом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент предусмотрен с первым электродом, который является смещающей пластиной, и вторым электродом, который является заземляющей пластиной. При помощи предоставления смещающего контакта и заземляющего контакта в виде пластины может быть достигнуто более равномерное нагревание нагревательного элемента вследствие более пространственно однородного протекания тока через нагревательный элемент. В качестве примера напряжение больше 3 В, предпочтительно больше 4 В, более предпочтительно больше 5 В, наиболее предпочтительно больше 6 В может быть применено к смещающей пластине.In a sixth preferred embodiment according to any of the previous embodiments of the present invention, the heating element is provided with a first electrode which is a bias plate and a second electrode which is a ground plate. By providing a bias contact and a plate-like ground contact, more uniform heating of the heating element can be achieved due to a more spatially uniform current flow through the heating element. By way of example, a voltage greater than 3V, preferably greater than 4V, more preferably greater than 5V, most preferably greater than 6V may be applied to the bias plate.

В седьмом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с шестым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент расположен между смещающей пластиной и заземляющей пластиной. Это дополнительно обеспечивает возможность более однородного нагревания нагревательного элемента вследствие более однородного электрического поля благодаря такому расположению.In the seventh preferred embodiment according to the sixth preferred embodiment of the present invention, the heating element is located between the bias plate and the ground plate. This further enables more uniform heating of the heating element due to the more uniform electric field due to this arrangement.

В восьмом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения с шестого по седьмой по меньшей мере одна из смещающей пластины и заземляющей пластины содержит поры, выполненные с возможностью обеспечения протекания воздуха через смещающую пластину и/или заземляющую пластину. Посредством обеспечения пор в смещающей пластине и/или заземляющей пластине воздух может проходить через нагревательный элемент со сторон, где предусмотрены смещающая пластина и/или заземляющая пластина, таким образом, увеличивая скорость потока воздуха через нагревательный элемент.In an eighth preferred embodiment according to any of the sixth to seventh preferred embodiments of the present invention, at least one of the bias plate and the ground plate has pores configured to allow air to flow through the bias plate and/or the ground plate. By providing pores in the bias plate and/or ground plate, air can flow through the heating element from the sides where the bias plate and/or ground plate are provided, thereby increasing the airflow rate through the heating element.

В девятом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с предыдущими вариантами осуществления пористость смещающей пластины и/или заземляющей пластины больше, чем пористость пористой структуры нагревательного элемента, и в десятом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из восьмого или девятого предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения средний размер пор смещающей пластины и/или заземляющей пластины больше среднего размера пор пористой структуры нагревательного элемента. Эти два варианта осуществления являются преимущественными, поскольку они позволяют нагревательному элементу быть фактором, ограничивающим скорость, для скорости потока воздуха через нагревательный элемент, а не смещающую пластину и/или заземляющую пластину, таким образом, обеспечивая достаточную подачу воздуха для прохождения через нагревательный элемент.In the ninth preferred embodiment according to the previous embodiments, the porosity of the bias plate and/or the ground plate is greater than the porosity of the porous structure of the heating element, and in the tenth preferred embodiment according to any of the eighth or ninth preferred embodiments of the present invention, the average pore size bias plate and/or ground plate is larger than the average pore size of the porous structure of the heating element. These two embodiments are advantageous because they allow the heating element to be the rate limiting factor for the rate of air flow through the heating element rather than the bias plate and/or ground plate, thus providing sufficient air to pass through the heating element.

В одиннадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения с седьмого по десятый смещающая пластина предусмотрена с соединением для смещения, расположенным по существу в центре смещающей пластины.In an eleventh preferred embodiment according to one of the preferred embodiments of the present invention, the seventh to tenth bias plate is provided with a bias connection located substantially in the center of the bias plate.

В двенадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения с седьмого по одиннадцатый заземляющая пластина предусмотрена с одним или несколькими заземляющими соединениями, которые заземляют заземляющую пластину, при этом одно или несколько заземляющих соединений расположены в одном или нескольких местах по окружности заземляющей пластины. Заземляющие соединения могут способствовать обеспечению улучшенного или более устойчивого заземляющего соединения для заземляющей пластины.In a twelfth preferred embodiment according to any of the seventh to eleventh preferred embodiments of the present invention, the ground plate is provided with one or more ground connections that ground the ground plate, wherein the one or more ground connections are located at one or more locations around the circumference of the ground plate. plates. The ground connections can help provide an improved or more stable ground connection for the ground plane.

В тринадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с четырнадцатым вариантом осуществления заземляющая пластина предусмотрена с одним или несколькими балластными резисторами, расположенными в местах, соответствующих одному или нескольким заземляющим соединениям. Балластные резисторы, предусмотренные с заземляющими соединениями, улучшают надежность и долговечность нагревательного элемента, поскольку балластные резисторы компенсируют разность токов на каждом заземляющем соединении и, таким образом, обеспечивают более однородное пространственное протекание тока через нагревательный элемент и, таким образом, более однородное пространственное нагревание нагревательного элемента.In the thirteenth preferred embodiment according to the fourteenth embodiment, the ground plate is provided with one or more ballast resistors located at locations corresponding to one or more ground connections. Ballast resistors provided with earth connections improve the reliability and durability of the heating element because the ballast resistors compensate for the difference in current at each earth connection and thus provide a more uniform spatial current flow through the heating element and thus more uniform spatial heating of the heating element. .

В четырнадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предыдущих вариантов осуществления настоящего изобретения пористая структура является микропористой структурой.In a fourteenth preferred embodiment according to any of the previous embodiments of the present invention, the porous structure is a microporous structure.

В пятнадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с четырнадцатым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения средний размер пор пористой структуры нагревательного элемента находится в диапазоне 0,025±0,02 мм, предпочтительно 0,025±0,01 мм, более предпочтительно 0,025±0,005 мм, наиболее предпочтительно 0,025±0,0025 мм.In the fifteenth preferred embodiment according to the fourteenth preferred embodiment of the present invention, the average pore size of the porous structure of the heating element is in the range of 0.025±0.02 mm, preferably 0.025±0.01 mm, more preferably 0.025±0.005 mm, most preferably 0.025± 0.0025 mm.

- 2 043259- 2 043259

В шестнадцатом предпочтительном варианте осуществления в соответствии с любым из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения с десятого по тринадцатый средний размер пор заземляющей пластины и/или смещающей пластины составляет 100-400 мкм, предпочтительно 150350 мкм, более предпочтительно 175-325 мкм, еще более предпочтительно 200-300 мкм, еще более предпочтительно 225-275 мкм и наиболее предпочтительно 240-260 мкм.In a sixteenth preferred embodiment according to any of the tenth to thirteenth preferred embodiments of the present invention, the average pore size of the ground plate and/or bias plate is 100-400 µm, preferably 150350 µm, more preferably 175-325 µm, even more preferably 200 -300 µm, even more preferably 225-275 µm and most preferably 240-260 µm.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 проиллюстрировано схематическое сечение устройства, генерирующего аэрозоль, с конвекционным нагревателем в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an aerosol generating device with a convection heater in accordance with embodiments of the present invention;

на фиг. 2A проиллюстрирован схематический вид в перспективе конвекционного нагревателя в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;in fig. 2A is a schematic perspective view of a convection heater in accordance with embodiments of the present invention;

на фиг. 2В, 2С и 2D проиллюстрированы схематические виды сверху смещающей пластины, заземляющей пластины и нагревательного элемента соответственно согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.in fig. 2B, 2C, and 2D are schematic plan views of a bias plate, a ground plate, and a heating element, respectively, according to embodiments of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее в данном документе и в связи с прилагаемыми графическими материалами.Preferred embodiments of the present invention are described hereinafter and in connection with the accompanying drawings.

Как проиллюстрировано на фиг. 1, устройство 100, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус 110. Корпус 110 выполнен таким образом, что он может вмещать камеру 120, которая может по меньшей мере частично вмещать субстрат 105, образующий аэрозоль, для генерирования аэрозоля в камере 120. Камера 120 может быть открыта с одной стороны устройства 100, генерирующего аэрозоль, вследствие чего субстрат 105, образующий аэрозоль, может быть по меньшей мере частично вставлен в камеру 120. Субстрат 105, образующий аэрозоль, может быть любым субстратом, подходящим для аэрозоля на основе пара типа e-vapor или t-vapor. Субстрат 105, образующий аэрозоль, может содержать табачный материал в различных формах, таких как резаный табак и гранулированный табак, и/или табачный материал может содержать табачный лист и/или восстановленный табак, если он подходит для пара типа t-vapor.As illustrated in FIG. 1, aerosol generating device 100 may include a housing 110. Housing 110 is configured to receive a chamber 120 that may at least partially accommodate an aerosol generating substrate 105 for generating aerosol in chamber 120. Chamber 120 may be is open on one side of the aerosol generating device 100, whereby the aerosol generating substrate 105 can be at least partially inserted into the chamber 120. The aerosol generating substrate 105 can be any substrate suitable for an e-vapor vapor aerosol. or t-vapor. The aerosol forming substrate 105 may contain tobacco material in various forms such as cut tobacco and tobacco granules, and/or the tobacco material may contain tobacco leaf and/or reconstituted tobacco if suitable for t-vapor type vapor.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит конвекционный нагреватель 200, который расположен выше по ходу потока относительно прохода для потока воздуха, проходящего через камеру 120. Проход для потока воздуха может быть, например, образован за счет отверстия, расположенного противоположно стороне корпуса 110, на которой может быть размещено отверстие для по меньшей мере частичного размещения субстрата 105, образующего аэрозоль. Дополнительно или альтернативно, хотя он не показан на графических материалах, проход для потока воздуха может также быть реализован посредством одного или нескольких каналов для потока воздуха, предусмотренных в корпусе, которые проходят от впускного отверстия, открытого в направлении наружу относительно устройства 100, генерирующего аэрозоль, в любом подходящем месте, до выпускного отверстия, расположенного выше по ходу потока относительно конвекционного нагревателя 200, таким образом, что по меньшей мере часть воздуха, выходящего из выпускного отверстия, проходит через конвекционный нагреватель 200. Конвекционный нагреватель 200 может быть конвекционным нагревателем, как описано ниже в контексте фиг. 2А, 2В, 2С и 2D. Дополнительно может быть предусмотрен кондуктивный нагреватель 150, вследствие чего субстрат, образующий аэрозоль, по меньшей мере частично размещенный в камере 120, нагревается за счет кондуктивного теплообмена. Это может быть достигнуто посредством кондуктивного нагревателя 150, вследствие чего кондуктивный нагреватель 150 нагревает по меньшей мере некоторые части субстрата, образующего аэрозоль, непосредственно. Дополнительно или альтернативно кондуктивный нагреватель может быть предусмотрен таким образом, что кондуктивный нагреватель 150 нагревает стенку камеры 120, вследствие чего стенка камеры нагревает по меньшей мере некоторые части субстрата, образующего аэрозоль, за счет кондуктивного теплообмена. Кондуктивный нагреватель 150 может быть любым типом нагревателя, который подходит для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, непосредственно или опосредованно. Например, кондуктивный нагреватель 150 может быть пленочным нагревателем, содержащим электропроводящую нагревательную дорожку для резистивного нагрева и один или несколько базовых слоев, содержащих изолирующий материал. Изолирующий материал может быть полимерным материалом, таким как полиимид, силикон и/или PEEK.The aerosol generating device 100 includes a convection heater 200 that is located upstream of the airflow passage through the chamber 120. The airflow passage may, for example, be formed by an opening located opposite the side of the housing 110 on which an opening may be provided to at least partially accommodate the aerosol generating substrate 105. Additionally or alternatively, although not shown in the drawings, the airflow passage may also be provided by one or more airflow channels provided in the housing, which extend from an inlet open outward relative to the aerosol generating device 100, at any suitable location, up to an outlet located upstream of the convection heater 200 such that at least a portion of the air exiting the outlet passes through the convection heater 200. The convection heater 200 may be a convection heater as described below in the context of FIG. 2A, 2B, 2C and 2D. Additionally, a conductive heater 150 may be provided, whereby the aerosol-forming substrate at least partially located in the chamber 120 is heated by conductive heat exchange. This can be achieved by the conductive heater 150, whereby the conductive heater 150 heats at least some portions of the aerosol-forming substrate directly. Additionally or alternatively, a conductive heater may be provided such that the conductive heater 150 heats the chamber wall 120, whereby the chamber wall heats at least some portions of the aerosol-forming substrate by conductive heat exchange. The conductive heater 150 may be any type of heater that is suitable for heating the aerosol generating substrate directly or indirectly. For example, the conductive heater 150 may be a film heater comprising an electrically conductive heating track for resistive heating and one or more base layers containing an insulating material. The insulating material may be a polymeric material such as polyimide, silicone and/or PEEK.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать портативный источник 130 питания, такой как батарея, для подачи питания на устройство, генерирующее аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Кроме того, для управления любой функцией для эксплуатации устройства 100, генерирующего аэрозоль, и/или управления им может быть предусмотрена схема 140 управления. Для обеспечения возможности зарядки портативного источника 130 питания при помощи любых подходящих средств может быть предусмотрен разъем 141 для зарядки. Дополнительно или альтернативно портативный источник 130 питания может быть заменяемым/съемным.The aerosol generating device may further comprise a portable power source 130, such as a battery, for supplying power to the aerosol generating device to generate an aerosol. Furthermore, a control circuit 140 may be provided to control any function for operating and/or controlling the aerosol generating device 100. To enable the portable power supply 130 to be charged by any suitable means, a charging connector 141 may be provided. Additionally or alternatively, the portable power supply 130 may be replaceable/removable.

Как проиллюстрировано на фиг. 2A-2D, конвекционный нагреватель 200 содержит нагревательный элемент 210 с пористой структурой. Хотя показано, что нагревательный элемент 210 с пористой структурой имеет по существу форму пластины с круглой формой основания, нагревательный элемент может иметь любую форму или вид, подходящие для нагревания воздуха, проходящего через нагревательныйAs illustrated in FIG. 2A-2D, the convection heater 200 includes a heating element 210 with a porous structure. Although the porous structure heating element 210 is shown to be substantially in the form of a plate with a circular base shape, the heating element may be of any shape or form suitable for heating the air passing through the heating element.

- 3 043259 элемент 210. В зависимости от конфигурации и размеров устройства 100, генерирующего аэрозоль, и/или камеры 120 нагревательный элемент 210 может альтернативно иметь, например, форму штыря, форму куба или форму шара. Нагревательный элемент 210 с пористой структурой 210 содержит множество пор 211 нагревательного элемента, которые обеспечивают возможность прохождения воздуха через нагревательный элемент 210. Нагревательный элемент 210 может состоять из спеченного металлического материала или содержать его. Металлический материал может быть любым металлическим материалом с низким температурным коэффициентом сопротивления а. Коэффициент сопротивления α может составлять от 0,0000 до 0,001, предпочтительно от 0,0000 до 0,0009, более предпочтительно от 0,0000 до 0,0008, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0007, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0006, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0005, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0004, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0003, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,00025, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0002, наиболее предпочтительно от 0,0000 до 0,00015. Металлический материал может содержать нержавеющую сталь, NiCr, CuNi, NiCrAl и/или SiCrN, предпочтительно NiCr, или любой металлический материал с подобными характеристиками. Поры 211 нагревательного элемента могут иметь по существу одинаковый размер и/или по существу одинаковую форму. Каждая из пор 211 нагревательного элемента может иметь разный размер и/или разную форму. Средний размер пор пористой структуры нагревательного элемента 210 может находиться в диапазоне 0,025±0,02 мм, предпочтительно 0,025±0,01 мм, более предпочтительно 0,025±0,005 мм, наиболее предпочтительно 0,025±0,0025 мм.- 3 043259 element 210. Depending on the configuration and dimensions of the aerosol generating device 100 and/or the chamber 120, the heating element 210 may alternatively have, for example, a pin shape, a cube shape, or a ball shape. The heating element 210 with the porous structure 210 includes a plurality of heating element pores 211 that allow air to pass through the heating element 210. The heating element 210 may be composed of or contain a sintered metal material. The metallic material may be any metallic material with a low temperature coefficient of resistance a. The drag coefficient α may be from 0.0000 to 0.001, preferably from 0.0000 to 0.0009, more preferably from 0.0000 to 0.0008, even more preferably from 0.0000 to 0.0007, even more preferably from 0 .0000 to 0.0006, even more preferably 0.0000 to 0.0005, even more preferably 0.0000 to 0.0004, even more preferably 0.0000 to 0.0003, even more preferably 0.0000 up to 0.00025, even more preferably 0.0000 to 0.0002, most preferably 0.0000 to 0.00015. The metallic material may comprise stainless steel, NiCr, CuNi, NiCrAl and/or SiCrN, preferably NiCr, or any metallic material with similar characteristics. The pores 211 of the heating element may be substantially the same size and/or substantially the same shape. Each of the pores 211 of the heating element may have a different size and/or different shape. The average pore size of the porous structure of the heating element 210 may be in the range of 0.025±0.02 mm, preferably 0.025±0.01 mm, more preferably 0.025±0.005 mm, most preferably 0.025±0.0025 mm.

Смещающая пластина 220 может быть предусмотрена на первой стороне нагревательного элемента 210, и заземляющая пластина 230 может быть предусмотрена на второй стороне, противоположной первой стороне нагревательного элемента. Хотя показано, что смещающая пластина 220 и заземляющая пластина 230 имеют по существу форму пластины и по существу закрывают всю первую или вторую сторону нагревательного элемента 210, они могут иметь любые подходящие форму и размер и закрывать всю первую и/или вторую сторону нагревательного элемента 210 или только их часть. Кроме того, смещающая пластина может быть предусмотрена на любой стороне нагревательного элемента 210, на которой заземляющая пластина не предусмотрена. Как показано на фиг. 2А, толщина смещающей пластины 220 меньше толщины нагревательного элемента 210; предпочтительно толщина смещающей пластины 220 составляет не более 80%, более предпочтительно не более 70%, еще более предпочтительно не более 60%, и наиболее предпочтительно не более 50% толщины нагревательного элемента 210. Это сведет к минимуму вероятность какого-либо охлаждения воздуха до достижения им табачного изделия. Смещающая пластина 220 и/или заземляющая пластина 230 могут содержать множество пор 221/231, выполненных с возможностью обеспечения протекания воздуха через смещающую пластину и/или заземляющую пластину. Каждая из пор 221 смещающей пластины и/или пор 231 заземляющей пластины может иметь по существу одинаковый размер и/или по существу одинаковую форму. Альтернативно каждая из пор 221 смещающей пластины и/или пор 231 заземляющей пластины может иметь разный размер и/или разную форму. Дополнительно пористая структура смещающей пластины в отношении любого из размера, формы и/или среднего размера множества пор может быть такой же или отличной по сравнению с пористой структурой заземляющей пластины.The bias plate 220 may be provided on the first side of the heating element 210, and the ground plate 230 may be provided on the second side opposite the first side of the heating element. While the bias plate 220 and ground plate 230 are shown to be substantially plate-shaped and substantially cover the entire first or second side of the heating element 210, they may be of any suitable shape and size and cover the entire first and/or second side of the heating element 210 or only part of them. In addition, the bias plate may be provided on any side of the heating element 210 where the ground plate is not provided. As shown in FIG. 2A, the thickness of the bias plate 220 is less than the thickness of the heating element 210; preferably the thickness of the bias plate 220 is no more than 80%, more preferably no more than 70%, even more preferably no more than 60%, and most preferably no more than 50% of the thickness of the heating element 210. This will minimize the chance of any cooling of the air before reaching them a tobacco product. The bias plate 220 and/or ground plate 230 may include a plurality of pores 221/231 configured to allow air to flow through the bias plate and/or ground plate. The bias plate pores 221 and/or the ground plate pores 231 may each be substantially the same size and/or substantially the same shape. Alternatively, each of the bias plate pores 221 and/or the ground plate pores 231 may be of a different size and/or shape. Additionally, the porous structure of the bias plate, with respect to any of the size, shape, and/or average size of the plurality of pores, may be the same or different than the porous structure of the ground plate.

Пористость смещающей пластины 220 и/или заземляющей пластины 230 может быть больше пористости пористой структуры нагревательного элемента. Кроме того, средний размер пор множества пор 221/231 смещающей пластины 220 и/или заземляющей пластины 230 может быть больше среднего размера пор пористой структуры нагревательного элемента 210. Дополнительно со смещающей пластиной можно установить контакт посредством соединения 222 для смещения, расположенного по существу в центре смещающей пластины. Со смещающей пластиной можно также установить контакт посредством одного или нескольких соединений 222 для смещения в одном или нескольких местах.The porosity of the bias plate 220 and/or the ground plate 230 may be greater than the porosity of the porous structure of the heating element. In addition, the average pore size of the plurality of pores 221/231 of the bias plate 220 and/or ground plate 230 may be larger than the average pore size of the porous structure of the heating element 210. Additionally, the bias plate may be contacted via a substantially centrally located bias connection 222. displacement plate. The bias plate may also be contacted via one or more bias connections 222 at one or more locations.

Заземляющая пластина может быть предусмотрена с одним или несколькими заземляющими соединениями 232, которые могут быть расположены в одном или нескольких местах по наружной окружности заземляющей пластины 230 для достижения заземляющего соединения. Дополнительно один или несколько балластных резисторов 232 могут быть предусмотрены на заземляющей пластине 230 в местах, соответствующих местам одного или нескольких заземляющих соединений. Хотя одно или несколько заземляющих соединений 232 и/или один или несколько балластных резисторов 232 показаны на фиг. 2А и 2С расположенными в местах, равноудаленных друг от друга по наружной окружности заземляющей пластины 230, одно или несколько заземляющих соединений 232 и/или один или несколько балластных резисторов 232 могут быть размещены в любом подходящем месте с любым подходящим расстоянием между положениями по наружной окружности заземляющей пластины 230, например, если это требуется вследствие геометрических или конструкционных параметров нагревательного элемента 210 и/или камеры.The ground plate may be provided with one or more ground connections 232, which may be located at one or more locations around the outer circumference of the ground plate 230 to achieve a ground connection. Additionally, one or more ballast resistors 232 may be provided on the ground plate 230 at locations corresponding to the locations of one or more ground connections. While one or more ground connections 232 and/or one or more ballast resistors 232 are shown in FIG. 2A and 2C located at locations equidistant from each other around the outer circumference of the ground plate 230, one or more ground connections 232 and/or one or more ballast resistors 232 may be placed at any suitable location with any suitable spacing between positions around the outer circumference of the ground plane. plate 230, for example, if this is required due to the geometric or structural parameters of the heating element 210 and/or chamber.

Следует отметить, что любое из камеры 120, нагревателя 200, нагревательного элемента 210, смещающей пластины 220, заземляющей пластины 230 или любая их комбинация может вместо круглого основания, показанного на фиг. 2A-2D, иметь любое основание подходящей формы, например эллипти- 4 043259 ческий, прямоугольный, многоугольный профиль основания или профиль основания неправильной формы.It should be noted that any of chamber 120, heater 200, heating element 210, bias plate 220, ground plate 230, or any combination thereof, may instead of the circular base shown in FIG. 2A-2D, have any suitably shaped base, such as an elliptical, rectangular, polygonal base profile, or an irregularly shaped base profile.

Хотя в настоящем изобретении описаны определенные варианты осуществления и в целом связанные с ними способы, изменения и преобразования этих вариантов осуществления и способов будут очевидны для специалистов в данной области техники. Соответственно, вышеуказанное описание примерных вариантов осуществления не определяет или не ограничивает настоящее изобретение. Другие модификации, замены и изменения также возможны без отступления от объема настоящего изобретения, как определено независимыми и зависимыми пунктами формулы изобретения.Although the present invention describes certain embodiments and generally related methods, variations and transformations of these embodiments and methods will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the above description of exemplary embodiments does not define or limit the present invention. Other modifications, substitutions and changes are also possible without departing from the scope of the present invention as defined by the independent and dependent claims.

Список ссылочных позиций, используемых на графических материалахList of reference numerals used on graphics

100: устройство, генерирующее аэрозоль;100: an aerosol generating device;

105: субстрат, образующий аэрозоль;105: aerosol-forming substrate;

110: корпус;110: body;

120: камера;120: camera;

130: источник питания;130: power supply;

140: РСВ/схема управления;140: PCB/control circuit;

141: разъем для зарядки;141: charging connector;

150: кондуктивный нагреватель;150: conductive heater;

200: конвекционный нагреватель;200: convection heater;

210: нагревательный элемент с пористой структурой;210: heating element with porous structure;

211: поры нагревательного элемента;211: heating element pores;

220: смещающая пластина;220: offset plate;

221: пора смещающей пластины;221: pore of the bias plate;

222: соединение для смещения;222: offset connection;

230: заземляющая пластина;230: ground plate;

231: поры заземляющей пластины;231: ground plate pores;

232: заземляющее соединение/балластный резистор.232: ground connection/ballast resistor.

Claims (10)

1. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:1. An aerosol generating device, comprising: камеру, выполненную с возможностью по меньшей мере частичного размещения субстрата, образующего аэрозоль;a chamber configured to at least partially accommodate an aerosol generating substrate; проход для потока воздуха, проходящий через камеру;an air flow passage through the chamber; конвекционный нагреватель, расположенный выше по ходу потока относительно камеры в направлении потока по проходу для потока и содержащий нагревательный элемент, имеющий пористую структуру, выполненную таким образом, что вызывается прохождение воздуха, который должен протекать по проходу для потока, через нагревательный элемент для достижения камеры, при этом нагревательный элемент состоит из спеченного металлического материала или содержит его.a convection heater located upstream of the chamber in the direction of flow along the flow passage and containing a heating element having a porous structure designed in such a way that air is caused to flow through the flow passage through the heating element to reach the chamber, wherein the heating element consists of or contains a sintered metal material. 2. Устройство, генерирующее аэрозоль, по предыдущему пункту, отличающееся тем, что температурный коэффициент сопротивления α металлического материала составляет от 0,0000 до 0,001, предпочтительно от 0,0000 до 0,0009, более предпочтительно от 0,0000 до 0,0008, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0007, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0006, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0005, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0004, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0003, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,00025, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,0002, еще более предпочтительно от 0,0000 до 0,00015.2. The aerosol generating device according to the preceding claim, characterized in that the temperature coefficient of resistance α of the metallic material is 0.0000 to 0.001, preferably 0.0000 to 0.0009, more preferably 0.0000 to 0.0008, even more preferably 0.0000 to 0.0007, even more preferably 0.0000 to 0.0006, even more preferably 0.0000 to 0.0005, even more preferably 0.0000 to 0.0004, still more preferably 0.0000 to 0.0003, even more preferably 0.0000 to 0.00025, even more preferably 0.0000 to 0.0002, even more preferably 0.0000 to 0.00015. 3. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что металлический материал содержит нержавеющую сталь, NiCr, CuNi, NiCrAl и/или SiCrN, предпочтительно NiCr.3. An aerosol generating device according to any one of claims 1, 2, characterized in that the metallic material comprises stainless steel, NiCr, CuNi, NiCrAl and/or SiCrN, preferably NiCr. 4. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит компонент в виде кондуктивного нагревателя, выполненный с возможностью нагревания по меньшей мере некоторых частей субстрата, образующего аэрозоль.4. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a conductive heater component configured to heat at least some portions of the aerosol generating substrate. 5. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нагревательный элемент предусмотрен с первым электродом, который является смещающей пластиной, и вторым электродом, который является заземляющей пластиной.5. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating element is provided with a first electrode which is a bias plate and a second electrode which is a ground plate. 6. Устройство, генерирующее аэрозоль, по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из смещающей пластины и заземляющей пластины содержит поры, выполненные с возможностью обеспечения протекания воздуха через смещающую пластину и/или заземляющую пластину.6. An aerosol generating device according to claim 5, characterized in that at least one of the bias plate and the ground plate contains pores configured to allow air to flow through the bias plate and/or the ground plate. 7. Устройство, генерирующее аэрозоль, по предыдущему пункту, отличающееся тем, что пористость смещающей пластины и/или заземляющей пластины больше пористости пористой структуры нагревательного элемента, и/или средний размер пор смещающей пластины и/или заземляющей пластины больше среднего размера пор пористой структуры нагревательного элемента.7. The aerosol generating device according to the preceding claim, characterized in that the porosity of the bias plate and/or the ground plate is greater than the porosity of the porous structure of the heating element, and/or the average pore size of the bias plate and/or the ground plate is greater than the average pore size of the porous structure of the heating element. element. 8. Устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что заземляющая8. An aerosol generating device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the grounding - 5 043259 пластина предусмотрена с одним или несколькими заземляющими соединениями, которые заземляют заземляющую пластину, при этом одно или несколько заземляющих соединений расположены в одном или нескольких местах по окружности заземляющей пластины.- 5 043259 the plate is provided with one or more ground connections that ground the ground plate, wherein one or more ground connections are located in one or more places around the circumference of the ground plate. 9. Устройство, генерирующее аэрозоль, по предыдущему пункту, отличающееся тем, что заземляющая пластина предусмотрена с одним или несколькими балластными резисторами, расположенными в местах, соответствующих одному или нескольким заземляющим соединениям.9. An aerosol generating device according to the preceding claim, characterized in that the ground plate is provided with one or more ballast resistors located at locations corresponding to one or more ground connections. 10. Устройство, генерирующее аэрозоль, по предыдущему пункту, отличающееся тем, что средний размер пор пористой структуры нагревательного элемента находится в диапазоне 0,025±0,02 мм, предпочтительно 0,025±0,01 мм, более предпочтительно 0,025±0,005 мм, наиболее предпочтительно 0,025±0,0025 мм, и/или средний размер пор заземляющей пластины и/или смещающей пластины составляет 100-400 мкм, предпочтительно 150-350 мкм, более предпочтительно 175-325 мкм, еще более предпочтительно 200-300 мкм, еще более предпочтительно 225-275 мкм и наиболее предпочтительно 240-260 мкм.10. An aerosol generating device according to the preceding claim, characterized in that the average pore size of the porous structure of the heating element is in the range of 0.025±0.02 mm, preferably 0.025±0.01 mm, more preferably 0.025±0.005 mm, most preferably 0.025 ±0.0025 mm, and/or the average pore size of the ground plate and/or bias plate is 100-400 µm, preferably 150-350 µm, more preferably 175-325 µm, even more preferably 200-300 µm, even more preferably 225 -275 µm and most preferably 240-260 µm.
EA202291426 2019-12-02 2020-12-01 AEROSOL GENERATING DEVICE WITH POROUS CONVECTION HEATER EA043259B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19212923.7 2019-12-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043259B1 true EA043259B1 (en) 2023-05-02

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2733243C1 (en) Device for smoking material heating
EP3471803B1 (en) On-demand, portable convection vaporizer
KR102124636B1 (en) A heater installed in an aerosol generating apparatus
US20230225410A1 (en) Low-temperature baked vaporizer and low-temperature baked smoking set
US20210195952A1 (en) Evaporator unit for an inhaler, in particular for an electronic cigarette product
JP2020503877A5 (en)
CN111213915A (en) Evaporator device with more than one heating element
CN113141678A (en) Method for manufacturing heating element
US20170340013A1 (en) Cartridge for an aerosol-generating system
WO2023179108A1 (en) Heating assembly and aerosol generation apparatus
RU2739174C2 (en) Cartridge for aerosol generating system
CN114364276A (en) Aerosol generating device
EA043259B1 (en) AEROSOL GENERATING DEVICE WITH POROUS CONVECTION HEATER
US20230000159A1 (en) Aerosol Generating Device With Porous Convection Heater
US20210337872A1 (en) Vaporizer including positive temperature coefficient of resistivity heater
CN114711468A (en) Aerosol generating device and atomization assembly thereof
JP2023533995A (en) Heating device for aerosol generating device
CA3170162A1 (en) Mouthpiece for vaporizer including positive temperature coefficient of resistivity heater
CN220545834U (en) Heating element and aerosol generating device
WO2023023990A1 (en) Electronic atomization device and atomizer thereof and atomization core
EP3908135A1 (en) Vaporizer including positive temperature coefficient of resistivity heater
KR20230127441A (en) Heating device for aerosol generating apparatus
KR20230016614A (en) Heating Elements for Aerosol Generating Devices
KR20230127440A (en) Heating device for aerosol generating apparatus
JP2023513653A (en) HEATER FOR AEROSOL GENERATOR AND AEROSOL GENERATOR INCLUDING THE SAME