RU2772444C2

RU2772444C2 - Heater for aerosol generating device with connectors

Info

Publication number: RU2772444C2
Application number: RU2020115089A
Authority: RU
Inventors: Жером Кристиан КУРБА; Олег МИРОНОВ
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2022-05-20

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: invention relates to aerosol generating devices and systems, such as electrically controlled aerosol generating devices and systems held by hand. An aerosol generating device contains a case and a power supply unit made with the possibility of supplying power to a heating element by means of an assembled transformer inside the case. The assembled transformer contains a magnetic circuit, a primary circuit containing primary winding passing around the first part of the magnetic circuit and electrically connected to the power supply unit, and a secondary circuit containing secondary winding inductively connected to primary winding and passing around the second part of the magnetic circuit. A number of turns in primary winding exceeds a number of turns in secondary winding. Secondary circuit contains at least two electric contacts made with the possibility of forming an electrical connection to the heating element.

EFFECT: providing more flexibility relatively to the structure and materials that can be selected for the heating element.

15 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, и системам, таким как удерживаемые рукой электрически управляемые устройства, генерирующие аэрозоль, и системы. В частности, настоящее изобретение относится к устройствам, генерирующим аэрозоль, и картриджам, выполненным с возможностью соединения с указанными устройствами, при этом картриджи содержат запас субстрата, образующего аэрозоль, и нагреватель.The present invention relates to aerosol generating devices and systems, such as hand held electrically operated aerosol generating devices and systems. In particular, the present invention relates to aerosol generating devices and cartridges capable of being coupled to said devices, the cartridges containing an aerosol generating substrate supply and a heater.

Известны удерживаемые рукой электрически управляемые системы, генерирующие аэрозоль, которые состоят из части устройства, содержащей батарею и электронную схему управления, и части картриджа, содержащей запас субстрата, образующего аэрозоль, находящегося в части для хранения, и электрически управляемого нагревателя в сборе, выполняющего функции испарителя. Картридж, содержащий как запас субстрата, образующего аэрозоль, удерживаемого в части для хранения, так и испаритель, иногда называют «картомайзером». Hand-held electrically controlled aerosol generating systems are known which consist of a device part containing a battery and an electronic control circuit, and a cartridge part containing a supply of aerosol generating substrate located in the storage part, and an electrically controlled heater assembly acting as an evaporator. . A cartridge containing both a supply of aerosol forming substrate held in a storage portion and an evaporator is sometimes referred to as a "cartomizer".

Нагреватель в сборе может содержать проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, который находится в контакте с субстратом, образующим аэрозоль, удерживаемым в части для хранения. Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может представлять собой ряд электропроводных нитей, которые образуют сетку. Электропитание подается на сетку для испарения текучей среды, удерживаемой в части для хранения.The heater assembly may include a fluid-permeable heating element that is in contact with an aerosol-generating substrate held in the storage portion. The fluid-permeable heating element may be a series of electrically conductive filaments that form a grid. Power is supplied to the grid for evaporating the fluid held in the storage portion.

В существующих электрически управляемых системах, генерирующих аэрозоль, нагревательные элементы, такие как сетка, конструктивно выполнены так, чтобы иметь сравнительно высокое электрическое сопротивление. Это делается таким образом, чтобы значительная часть электрических потерь в системе происходила на нагревательном элементе. Значительная часть электрических потерь в системе, происходящая на нагревательном элементе, может повысить эффективность схемы и уменьшить нагрев нежелательных областей. In existing electrically controlled aerosol generating systems, heating elements such as mesh are designed to have a relatively high electrical resistance. This is done in such a way that a significant portion of the electrical losses in the system occur at the heating element. A significant portion of the electrical losses in the system, occurring at the heating element, can increase the efficiency of the circuit and reduce heating of unwanted areas.

Однако конструирование определенных нагревательных элементов, таких как сетки, для обеспечения относительно высокого электрического сопротивления может быть проблематичным. Например, оно может накладывать ограничения на материал, из которого может быть образован нагревательный элемент. В качестве другого примера, оно может потребовать, чтобы нагревательный элемент имел геометрические параметры, являющиеся трудными или дорогостоящими для получения. В случае нагревательной сетки может потребоваться, чтобы нити сетки имели очень малый диаметр. Это может затруднить изготовление сетки. Это также может сделать сетку структурно хрупкой. Это может также препятствовать конструктивной гибкости сетки. However, designing certain heating elements, such as grids, to provide relatively high electrical resistance can be problematic. For example, it may impose restrictions on the material from which the heating element may be formed. As another example, it may require the heating element to have geometries that are difficult or expensive to obtain. In the case of a heating grid, it may be desirable that the filaments of the grid have a very small diameter. This can make mesh fabrication difficult. It can also make the mesh structurally brittle. It may also interfere with the design flexibility of the mesh.

Следовательно, было бы желательно предоставить усовершенствованную компоновку нагревателя c электрическим питанием для устройства, генерирующего аэрозоль, которая обеспечила бы большую гибкость конструкции и материалов, которые могут быть выбраны для нагревательного элемента. Therefore, it would be desirable to provide an improved electrically powered heater layout for an aerosol generating device that would provide more flexibility in the design and materials that can be selected for the heating element.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: корпус; и блок питания, выполненный с возможностью подачи электропитания на нагревательный элемент посредством трансформатора в сборе внутри корпуса. Трансформатор в сборе содержит: магнитопровод; первичную цепь, содержащую первичную обмотку, проходящую вокруг первой части магнитопровода и электрически соединенную с блоком питания; и вторичную цепь, содержащую вторичную обмотку, индуктивно связанную с первичной обмоткой и проходящую вокруг второй части магнитопровода. Количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Вторичная цепь содержит по меньшей мере два электрических контакта, выполненных с возможностью образования электрического соединения с нагревательным элементом. According to a first aspect of the present invention, an aerosol generating device is provided, comprising: a body; and a power supply configured to supply power to the heating element via a transformer assembly inside the case. Transformer assembly contains: magnetic core; a primary circuit containing a primary winding passing around the first part of the magnetic circuit and electrically connected to the power supply; and a secondary circuit comprising a secondary winding inductively coupled to the primary winding and extending around the second part of the magnetic circuit. The number of turns in the primary winding is greater than the number of turns in the secondary winding. The secondary circuit contains at least two electrical contacts configured to form an electrical connection with the heating element.

Благодаря подаче электропитания на нагревательный элемент посредством трансформатора в сборе внутри корпуса, обеспечивается возможность подачи достаточно высокого тока на нагревательный элемент без значительных потерь, происходящих в другом месте цепи питания. В частности, трансформатор в сборе позволяет относительно низким токам протекать в первичной цепи, тем самым уменьшая потери в проводах указанной цепи. Однако, поскольку количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке, и поскольку первичная обмотка индуктивно связана с вторичной обмоткой, во вторичной цепи может протекать более высокий ток с подведением при этом достаточной мощности к нагревательному элементу. В результате такой компоновки нагревательный элемент может иметь меньшее сопротивление, чем нагревательные элементы в известных устройствах, генерирующих аэрозоль, или системах, без существенной потери эффективности системы. Это обеспечивает большую гибкость в отношении конструкции и материалов, которые могут быть выбраны для нагревательного элемента. Это, в частности, относится к случаю, если нагревательный элемент представляет собой по существу плоский электропроводный и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, такой как сетка. By supplying power to the heating element by means of a transformer assembly inside the case, it is possible to supply a sufficiently high current to the heating element without significant losses occurring elsewhere in the power circuit. In particular, the transformer assembly allows relatively low currents to flow in the primary circuit, thereby reducing losses in the conductors of said circuit. However, since the number of turns in the primary is greater than the number of turns in the secondary, and since the primary is inductively coupled to the secondary, a higher current can flow in the secondary while still supplying sufficient power to the heating element. As a result of this arrangement, the heating element may have a lower resistance than heating elements in known aerosol generating devices or systems without significant loss of system efficiency. This provides more flexibility with regard to the design and materials that can be selected for the heating element. This is particularly the case if the heating element is a substantially flat electrically conductive and fluid-permeable heating element, such as a mesh.

Количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Предпочтительно количество витков в первичной обмотке по меньшей мере в 2 раза больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Более предпочтительно количество витков в первичной обмотке по меньшей мере в 4 раза больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Еще более предпочтительно количество витков в первичной обмотке по меньшей мере в 5 раз больше, чем количество витков во вторичной обмотке. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления вторичная обмотка состоит из лишь одного витка. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления количество витков в первичной обмотке не более чем в 20 раз больше, чем количество витков во вторичной обмотке. The number of turns in the primary winding is greater than the number of turns in the secondary winding. Preferably, the number of turns in the primary winding is at least 2 times greater than the number of turns in the secondary winding. More preferably, the number of turns in the primary winding is at least 4 times greater than the number of turns in the secondary winding. Even more preferably, the number of turns in the primary winding is at least 5 times greater than the number of turns in the secondary winding. In some preferred embodiments, the implementation of the secondary winding consists of only one turn. In some preferred embodiments, the number of turns in the primary winding is no more than 20 times greater than the number of turns in the secondary winding.

Настоящее изобретение применимо к устройствам, генерирующим аэрозоль, в которых нагревательный элемент предусмотрен в качестве неотделимой части устройства. The present invention is applicable to aerosol generating devices in which a heating element is provided as an integral part of the device.

Следовательно, в первой группе вариантов осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент, и нагревательный элемент постоянно прикреплен к по меньшей мере двум электрическим контактам вторичной цепи. Нагревательный элемент предпочтительно образует электропроводную перемычку между указанными по меньшей мере двумя электрическими контактами для замыкания вторичной цепи. Предпочтительно по меньшей мере два электрических контакта находятся в непосредственном контакте с нагревательным элементом. В таких вариантах осуществления нагревательный элемент образует электропроводную перемычку между по меньшей мере двумя электрическими контактами для замыкания вторичной цепи.Therefore, in the first group of embodiments, the aerosol generating device comprises a heating element, and the heating element is permanently attached to at least two electrical contacts of the secondary circuit. The heating element preferably forms an electrically conductive bridge between said at least two electrical contacts to complete the secondary circuit. Preferably at least two electrical contacts are in direct contact with the heating element. In such embodiments, the heating element forms an electrically conductive bridge between at least two electrical contacts to complete the secondary circuit.

В первой группе вариантов осуществления устройство предпочтительно дополнительно содержит часть для хранения, выполненную с возможностью содержания субстрата, образующего аэрозоль, и электрически управляемый нагревательный элемент расположен так, чтобы нагревать субстрат, образующий аэрозоль. Часть для хранения может быть заключена внутри корпуса. Нагревательный элемент может быть заключен внутри корпуса. В первой группе вариантов осуществления часть для хранения может быть выполнена с возможностью повторного наполнения субстратом, образующим аэрозоль. То есть, когда по меньшей мере некоторое количество субстрата, образующего аэрозоль, было испарено нагревательным элементом, часть для хранения может быть повторно заправлена дополнительным количеством субстрата, образующего аэрозоль. In the first group of embodiments, the device preferably further comprises a storage portion configured to contain the aerosol-generating substrate, and an electrically controllable heating element is positioned to heat the aerosol-generating substrate. The storage part may be enclosed within the housing. The heating element may be enclosed within the housing. In the first group of embodiments, the storage portion may be refillable with an aerosol generating substrate. That is, when at least some of the aerosol-forming substrate has been vaporized by the heating element, the storage portion can be refilled with additional aerosol-forming substrate.

Настоящее изобретение также применимо к устройствам, генерирующим аэрозоль, которые выполнены с возможностью соединения со съемным картриджем, где нагревательный элемент представляет собой часть съемного картриджа. The present invention is also applicable to aerosol generating devices that are configured to be connected to a removable cartridge, where the heating element is part of the removable cartridge.

Следовательно, во второй группе предпочтительных вариантов осуществления корпус содержит первую часть, выполненную с возможностью соединения со съемным картриджем, при этом указанный съемный картридж содержит электрически управляемый нагревательный элемент. В этой группе вариантов осуществления по меньшей мере два электрических контакта выполнены с возможностью образования электрического соединения с нагревательным элементом, когда картридж соединен с устройством, генерирующим аэрозоль. Предпочтительно по меньшей мере часть каждого электрического контакта проходит от первой части корпуса устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно по меньшей мере два электрических контакта выполнены с возможностью непосредственного контакта с нагревательным элементом, когда картридж соединен с устройством. Предпочтительно, когда картридж соединен с устройством, нагревательный элемент образует электропроводную перемычку между по меньшей мере двумя электрическими контактами для замыкания вторичной цепи.Therefore, in a second group of preferred embodiments, the housing comprises a first part configured to be connected to a removable cartridge, said removable cartridge comprising an electrically controlled heating element. In this group of embodiments, at least two electrical contacts are configured to form an electrical connection with the heating element when the cartridge is connected to the aerosol generating device. Preferably, at least a portion of each electrical contact extends from the first housing portion of the aerosol generating device. Preferably, at least two electrical contacts are configured to be in direct contact with the heating element when the cartridge is connected to the device. Preferably, when the cartridge is connected to the device, the heating element forms an electrically conductive bridge between at least two electrical contacts to complete the secondary circuit.

Съемный картридж может содержать часть для хранения, выполненную с возможностью вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Электрически управляемый нагревательный элемент картриджа может быть расположен так, чтобы нагревать субстрат, образующий аэрозоль.The removable cartridge may include a storage portion configured to receive an aerosol generating substrate. The electrically controlled heating element of the cartridge may be positioned to heat the aerosol generating substrate.

Соответственно, во второй группе предпочтительных вариантов осуществления, когда субстрат, образующий аэрозоль, был испарен нагревательным элементом картриджа, картридж может быть отсоединен от корпуса устройства, и новый заменяющий картридж может быть соединен с устройством. Accordingly, in a second group of preferred embodiments, when the aerosol-forming substrate has been vaporized by the heating element of the cartridge, the cartridge may be detached from the body of the device and a new replacement cartridge may be connected to the device.

Следующие признаки являются предпочтительными как для первой группы вариантов осуществления, так и для второй группы вариантов осуществления, упомянутых выше. The following features are preferred for both the first group of embodiments and the second group of embodiments mentioned above.

Предпочтительно часть для хранения содержит материал подложки, изготовленный из капиллярной среды для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Фрагмент материала подложки может быть предоставлен по меньшей мере частично в контакте с нагревательным элементом. Preferably, the storage portion comprises a support material made from a capillary medium to contain an aerosol-forming liquid substrate. A piece of substrate material may be provided at least partially in contact with the heating element.

Предпочтительно картридж устройства, генерирующего аэрозоль, содержит фрагмент материала для транспортировки, изготовленного из капиллярной среды, для транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из фрагмента материала подложки к нагревательному элементу. Фрагмент материала для транспортировки может быть предоставлен в контакте с нагревательным элементом. Предпочтительно фрагмент материала для транспортировки расположен между нагревательным элементом и фрагментом материала подложки. В этом случае материал подложки не находится в непосредственном контакте с нагревательным элементом.Preferably, the cartridge of the aerosol generating device comprises a piece of transport material made from a capillary medium for transporting an aerosol generating liquid substrate from the piece of substrate material to the heating element. A piece of material for transport may be provided in contact with the heating element. Preferably, the piece of transport material is located between the heating element and the piece of substrate material. In this case, the substrate material is not in direct contact with the heating element.

Фрагмент материала для транспортировки может быть изготовлен из материала, способного гарантировать контактирование жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с по меньшей мере частью поверхности нагревательного элемента. Фрагмент материала для транспортировки может находиться в контакте с электропроводными нитями нагревательного элемента. Фрагмент материала для транспортировки может проходить внутрь пустот между нитями. Нагревательный элемент может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь указанных пустот за счет капиллярного действия. The piece of transport material may be made of a material capable of ensuring that the aerosol-forming liquid substrate is in contact with at least a portion of the surface of the heating element. A piece of transport material may be in contact with the electrically conductive filaments of the heating element. A piece of material for transport can pass inside the voids between the threads. The heating element can draw the aerosol-forming liquid substrate into said voids by capillary action.

Капиллярный материал представляет собой материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может быть ориентирован, непосредственно или опосредованно с помощью другой капиллярной среды, с приведением в контакт с частью для хранения жидкости для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по направлению к нагревательному элементу.A capillary material is a material that actively transports fluid from one end of the material to the other. The capillary material may be oriented, directly or indirectly by another capillary medium, into contact with the liquid storage portion to transfer the aerosol-forming liquid substrate towards the heating element.

Капиллярный материал может содержать более двух капиллярных материалов, содержащих один или несколько слоев капиллярного материала, находящихся в непосредственном контакте с сеткой, матрицей или тканым полотном из электропроводных нитей нагревательного элемента для способствования образованию аэрозоля.The capillary material may comprise more than two capillary materials containing one or more layers of capillary material in direct contact with a grid, matrix or woven fabric of electrically conductive filaments of the heating element to promote aerosol formation.

Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон, или нитей, или других трубок с тонкими каналами. Волокна или нити могут быть, в целом, выровнены для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. Альтернативно капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество тонких каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может передаваться за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или сочетание материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, выполненный, например, из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые делают возможным перемещение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через капиллярную среду за счет капиллярного действия. The capillary material may have a fibrous or spongy structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may contain a plurality of fibers or filaments or other tubes with fine channels. The fibers or filaments may be generally aligned to transfer the aerosol forming liquid substrate to the heating element. Alternatively, the capillary material may comprise a sponge-like or foam-like material. The structure of the capillary material forms a plurality of fine channels or tubes through which the aerosol-forming liquid substrate can be transferred by capillary action. The capillary material may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, materials based on ceramics or graphite in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fiber material made, for example, from twisted or extruded fibers such as cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin, polyethylene, terylene or polypropylene fibers, nylon fibers or ceramics. The capillary material may have any suitable capillarity and porosity for use with liquids having different physical properties. The aerosol-forming liquid substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that allow the aerosol-forming liquid substrate to move through the capillary medium by capillary action.

Предпочтительно каждый из по меньшей мере двух электрических контактов представляет собой электроконтактную пластину. Электроконтактная пластина предпочтительно является по существу плоской. По существу плоская контактная пластина имеет ширину, длину и толщину. Предпочтительно контактная пластина имеет толщину менее чем 1 миллиметр, более предпочтительно равную примерно 0,5 миллиметра. Предпочтительно контактная пластина имеет переднюю кромку, выполненную с возможностью зацепления с по меньшей мере частью нагревательного элемента и образования электрического соединения с нагревательным элементом. Предпочтительно передняя кромка является удлиненной. Это может быть особенно преимущественным, если нагревательный элемент представляет собой сетку, поскольку удлиненная передняя кромка может способствовать более эффективному распределению тока по нитям сетки. Preferably, each of the at least two electrical contacts is an electrical contact plate. The electrical contact plate is preferably substantially flat. A substantially flat contact plate has a width, a length and a thickness. Preferably, the contact plate is less than 1 millimeter thick, more preferably about 0.5 millimeters thick. Preferably, the contact plate has a leading edge configured to engage with at least a portion of the heating element and form an electrical connection with the heating element. Preferably the leading edge is elongated. This can be particularly advantageous if the heating element is a mesh, since an elongated leading edge can help distribute current more efficiently to the filaments of the mesh.

Предпочтительно каждая контактная пластина имеет заостренную переднюю кромку, выполненную с возможностью образования электрического соединения с нагревательным элементом. Это может быть особенно полезно, если заостренная передняя кромка выполнена с возможностью непосредственного контакта с нагревательным элементом, поскольку заостренная передняя кромка контактной пластины может деформировать часть нагревательного элемента, с которой она контактирует, и, таким образом, образовывать лучшее электрическое соединение с нагревательным элементом. Лучшее электрическое соединение может быть достигнуто вследствие увеличения площади контакта. Это может быть особенно актуальным, если нагревательный элемент представляет собой сетку, такую как сетка, образованная из нержавеющей стали или графита.Preferably, each contact plate has a pointed leading edge configured to form an electrical connection with the heating element. This can be particularly useful if the pointed leading edge is configured to be in direct contact with the heating element, since the pointed leading edge of the contact plate can deform the part of the heating element with which it contacts and thus form a better electrical connection with the heating element. A better electrical connection can be achieved by increasing the contact area. This may be especially true if the heating element is a mesh, such as a mesh formed from stainless steel or graphite.

Предпочтительно каждый из по меньшей мере двух электрических контактов содержит вольфрам, более предпочтительно каждый из по меньшей мере двух электрических контактов состоит из вольфрама. Вольфрам является особенно износостойким материалом. Следовательно, он может образовывать хорошее электрическое соединение с нагревательным элементом. Это может быть особенно преимущественным в том случае, если нагревательный элемент предусмотрен на съемном картридже, поскольку это гарантирует, что контакт будет менее подвержен повреждению во время повторного прикрепления и удаления картриджа или картриджей. Вольфрам также преимущественно имеет относительно низкое электрическое сопротивление. Preferably, each of the at least two electrical contacts contains tungsten, more preferably, each of the at least two electrical contacts consists of tungsten. Tungsten is a particularly wear-resistant material. Therefore, it can form a good electrical connection with the heating element. This may be particularly advantageous if the heating element is provided on a removable cartridge, as this ensures that the contact is less susceptible to damage during reattachment and removal of the cartridge or cartridges. Tungsten also advantageously has a relatively low electrical resistance.

Предпочтительно, каждый из по меньшей мере двух электрических взаимно скреплен с корпусом. Предпочтительно, по меньшей мере часть каждого из по меньшей мере двух электрических контактов проходит за пределы наружного корпуса. Preferably, each of the at least two electrical ones is mutually secured to the housing. Preferably, at least a portion of each of the at least two electrical contacts extends outside the outer housing.

Если каждый из по меньшей мере двух электрических контактов представляет собой электроконтактную пластину, предпочтительно вторичная обмотка состоит из одного витка, образованного контактными пластинами, и электрически проводящей дорожки, электрически соединяющей контактные пластины. Дорожка может представлять собой один провод. If each of the at least two electrical contacts is an electrical contact plate, preferably the secondary winding consists of a single turn formed by the contact plates and an electrically conductive track electrically connecting the contact plates. A track can be a single wire.

Первичная обмотка проходит вокруг первой части магнитопровода, и вторичная обмотка проходит вокруг второй части магнитопровода. The primary winding passes around the first part of the magnetic circuit, and the secondary winding passes around the second part of the magnetic circuit.

Магнитопровод может быть образован в виде одного элемента или в виде двух более обособленных элементов. Магнитопровод предпочтительно содержит замкнутый магнитный сердечник. Замкнутый магнитный сердечник может иметь полностью тороидальную форму. Альтернативно замкнутый магнитный сердечник может содержать два по существу параллельных стержня, причем каждый конец одного стержня соединен с соответствующим концом другого стержня для образования замкнутой компоновки. The magnetic circuit can be formed in the form of a single element or in the form of two more separate elements. The magnetic circuit preferably contains a closed magnetic core. The closed magnetic core may have a completely toroidal shape. Alternatively, the closed magnetic core may comprise two substantially parallel rods, with each end of one rod connected to a corresponding end of the other rod to form a closed arrangement.

Предпочтительно первая и вторая части магнитопровода расположены соответственно на противоположных сторонах замкнутого магнитного сердечника. Это может улучшить индуктивную связь между первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Preferably, the first and second parts of the magnetic circuit are respectively located on opposite sides of the closed magnetic core. This can improve the inductive coupling between the primary winding and the secondary winding.

Магнитопровод предпочтительно содержит ферритовый материал, более предпочтительно состоит из ферритового материала. Подходящие ферритовые материалы включают оксид железа (III) и карбонат бария.The magnetic circuit preferably contains a ferrite material, more preferably consists of a ferrite material. Suitable ferrite materials include iron(III) oxide and barium carbonate.

Электрически управляемый нагревательный элемент может иметь ряд различных конфигураций. Например, нагревательный элемент может содержать катушку. Катушка может проходить вокруг фитиля, который выполнен с возможностью транспортировки жидкости из части для хранения, содержащей жидкий субстрат, генерирующий аэрозоль, в местоположение, расположенное смежно с катушкой. Катушка нагревательного элемента может быть использована для испарения транспортируемой жидкости с целью образования аэрозоля. The electrically controlled heating element may have a number of different configurations. For example, the heating element may include a coil. The coil may extend around a wick that is configured to transport liquid from a storage portion containing an aerosol generating liquid substrate to a location adjacent to the coil. The heating element coil can be used to vaporize the conveyed liquid to form an aerosol.

Предпочтительно, нагревательный элемент представляет собой по существу плоский электропроводный и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, такой как сетка. Например, нагревательный элемент может представлять собой матрицу нитей, например, расположенных параллельно друг другу.Preferably, the heating element is a substantially flat electrically conductive and fluid-permeable heating element, such as a mesh. For example, the heating element may be an array of filaments, for example arranged parallel to each other.

Предпочтительно электрически управляемый нагревательный элемент содержит магнитный материал. Подходящие магнитные материалы для нагревательного элемента включают ферриты, электротехническую сталь и пермаллой.Preferably, the electrically controlled heating element comprises a magnetic material. Suitable magnetic materials for the heating element include ferrites, electrical steel and permalloy.

Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит блок питания, выполненный с возможностью подачи электропитания на нагревательный элемент посредством трансформатора в сборе. В частности, блок питания электрически соединен с первичной обмоткой. Блок питания может содержать источник питания. Источником питания может быть батарея, такая как литий-железо-фосфатная батарея. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов курения. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя.An aerosol generating device according to the present invention comprises a power supply unit configured to supply power to a heating element via a transformer assembly. In particular, the power supply is electrically connected to the primary winding. The power supply may contain a power supply. The power source may be a battery such as a lithium iron phosphate battery. Alternatively, the power supply may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power supply may need to be recharged and may have a capacity to store enough energy for one or more smoking sessions. For example, the power supply may be of sufficient capacity to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time required to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to allow for a predetermined number of puffs or individual heater activations.

Предпочтительно блок питания дополнительно содержит схему блока питания, которая электрически соединяет источник питания с первичной обмоткой. Предпочтительно схема блока питания содержит электронную схему управления. Предпочтительно электронная схема управления выполнена с возможностью регулирования подачи питания на первичную обмотку и, следовательно, подачи питания на элемент нагревателя посредством указанного трансформатора в сборе. Питание может подаваться на первичную обмотку непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Preferably, the power supply further comprises a power supply circuit that electrically couples the power supply to the primary winding. Preferably, the power supply circuit contains an electronic control circuit. Preferably, the control electronic circuitry is configured to regulate the supply of power to the primary winding, and hence the supply of power to the heater element, via said transformer assembly. Power may be supplied to the primary winding continuously after activation of the device, or may be supplied intermittently, for example, from puff to puff.

Нагревательный элемент может быть разрезан для обеспечения открытых участков при установке нагревательного элемента поперек первого отверстия крышки. Предпочтительно открытые участки изготавливаются за счет вырезания скошенных вырезов окон с каждой стороны нагревательного элемента. Предпочтительно нити могут образовывать сетку. Сетка может быть тканой или нетканой. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. В качестве альтернативы, электропроводный нагревательный элемент состоит из матрицы нитей, расположенных параллельно друг другу. Сетка, матрица или тканое полотно из электропроводных нитей также могут характеризоваться своей способностью удерживать жидкость.The heating element can be cut to provide exposed areas when the heating element is installed across the first opening of the lid. Preferably, the openings are made by cutting bevelled window cutouts on each side of the heating element. Preferably, the filaments may form a net. The mesh may be woven or non-woven. The mesh may be formed using various types of wicker or lattice structures. Alternatively, the electrically conductive heating element consists of an array of filaments arranged parallel to each other. A mesh, matrix or woven web of electrically conductive filaments can also be characterized by its ability to retain liquid.

В предпочтительном варианте осуществления по существу плоский нагревательный элемент может быть выполнен из проволоки, которая образует проволочную сетку. Предпочтительно сетка имеет конструкцию полотняного переплетения. Предпочтительно нагревательный элемент представляет собой проволочную решетку, выполненную из полосок сетки.In a preferred embodiment, the substantially flat heating element may be made of wire which forms a wire mesh. Preferably, the mesh has a plain weave construction. Preferably, the heating element is a wire grid made from mesh strips.

Электропроводные нити могут образовывать пустоты между нитями, и эти пустоты могут иметь ширину от 10 микрометров до 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в пустотах, так что при использовании жидкость, предназначенная для испарения, втягивается в эти пустоты, увеличивая площадь контакта между нагревательным элементом и жидким субстратом, образующим аэрозоль.The electrically conductive filaments may form voids between the filaments, and these voids may be from 10 micrometers to 100 micrometers wide. Preferably, the filaments create a capillary effect in the voids so that, in use, the liquid to be evaporated is drawn into the voids, increasing the area of contact between the heating element and the aerosol-forming liquid substrate.

Электропроводные нити могут образовывать сетку размером от 60 до 240 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Предпочтительно плотность сетки составляет от 100 до 140 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Более предпочтительно плотность сетки составляет приблизительно 115 нитей на сантиметр. Ширина пустот может составлять от 100 микрометров до 25 микрометров, предпочтительно от 80 микрометров до 70 микрометров, более предпочтительно приблизительно 74 микрометра. Процентное соотношение открытой площади сетки, которое является отношением площади пустот к общей площади сетки, может составлять от 40 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 85 процентов до 80 процентов, более предпочтительно приблизительно 82 процента. По всему данному описанию плотность такой сетки называется «первой плотностью сетки».The electrically conductive threads can form a grid of 60 to 240 threads per centimeter (+/- 10 percent). Preferably, the mesh density is between 100 and 140 threads per centimeter (+/- 10 percent). More preferably, the mesh density is about 115 threads per centimeter. The width of the voids may be from 100 micrometers to 25 micrometers, preferably from 80 micrometers to 70 micrometers, more preferably about 74 micrometers. The percent open area of the mesh, which is the ratio of void area to total mesh area, may be 40 percent to 90 percent, preferably 85 percent to 80 percent, more preferably about 82 percent. Throughout this description, the density of such a grid is referred to as the "first grid density".

Дополнительно сетка может иметь одну или более секций с увеличенной плотностью сетки, называемой «второй плотностью сетки», где пустоты между нитями составляют менее 5 микрометров, предпочтительно менее 2 микрометров и более предпочтительно приблизительно 1 микрометр. Одна или более секций сетки с увеличенной плотностью сетки по всему описанию называются «плотными участками».Additionally, the mesh may have one or more sections of increased mesh density, referred to as "second mesh density", where the voids between the filaments are less than 5 micrometers, preferably less than 2 micrometers, and more preferably about 1 micrometer. One or more mesh sections with increased mesh density are referred to throughout this specification as "dense regions".

Электропроводные нити могут иметь диаметр, составляющий от 8 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 10 микрометров до 50 микрометров, более предпочтительно от 12 микрометров до 25 микрометров. Нити могут иметь круглое поперечное сечение или могут иметь сплющенное поперечное сечение.The electrically conductive filaments may have a diameter of 8 micrometers to 100 micrometers, preferably 10 micrometers to 50 micrometers, more preferably 12 micrometers to 25 micrometers. The filaments may have a circular cross section or may have a flattened cross section.

Площадь сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, предпочтительно меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно 15 квадратным миллиметрам. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Использование размеров сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей, составляющих менее или равных 50 квадратным миллиметрам, снижает величину общей мощности, необходимой для нагрева сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей, при этом все еще обеспечивая достаточный контакт сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Сетка, матрица или тканое полотно из электропроводных нитей может, например, иметь прямоугольную форму и иметь длину от 2 миллиметров до 10 миллиметров и ширину от 2 миллиметров до 10 миллиметров. Предпочтительно сетка имеет размеры приблизительно 5 миллиметров на 3 миллиметра. Сетка или матрица из электропроводных нитей может занимать площадь, составляющую от 30 процентов до 90 процентов открытой площади первого отверстия крышки, поперек которого проходит нагревательный элемент. Предпочтительно, сетка или матрица из электропроводных нитей занимает площадь, составляющую от 50 процентов до 70 процентов открытой площади первого отверстия крышки. Более предпочтительно, сетка или матрица из электропроводных нитей занимает площадь, составляющую от 55 процентов до 65 процентов открытой площади первого отверстия крышки.The area of the mesh, matrix or woven web of electrically conductive filaments may be small, for example less than or equal to 50 square millimeters, preferably less than or equal to 25 square millimeters, more preferably about 15 square millimeters. The size is chosen to include the heating element in the hand held system. Using a mesh, matrix or woven web of electrically conductive filaments less than or equal to 50 square millimeters reduces the amount of total power required to heat the mesh, matrix or woven web of electrically conductive filaments while still providing sufficient contact of the mesh, matrix or woven webs of electrically conductive threads with a liquid substrate that forms an aerosol. The grid, matrix or woven web of electrically conductive threads may, for example, be rectangular in shape and have a length of 2 millimeters to 10 millimeters and a width of 2 millimeters to 10 millimeters. Preferably, the mesh measures approximately 5 millimeters by 3 millimeters. The grid or matrix of electrically conductive filaments may occupy an area ranging from 30 percent to 90 percent of the open area of the first lid opening across which the heating element extends. Preferably, the grid or matrix of electrically conductive threads covers an area of 50 percent to 70 percent of the open area of the first opening of the lid. More preferably, the grid or matrix of electrically conductive threads covers an area of 55 percent to 65 percent of the open area of the first opening of the lid.

Нити нагревательного элемента могут быть образованы из любого материала с подходящими электрическими свойствами. Подходящие материалы включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (например, такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы.The heating element filaments may be formed from any material with suitable electrical properties. Suitable materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically "conductive" ceramics (such as molybdenum disilicide, for example), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made from a ceramic material and a metal material. Such composite materials may contain alloyed or unalloyed ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum and the platinum group metals.

Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляторами. Предпочтительными материалами для электропроводных нитей являются нержавеющая сталь и графит, более предпочтительно нержавеющая сталь марок 300 серии, таких как AISI 304, 316, 304L, 316L. Кроме того, электропроводный нагревательный элемент может содержать сочетания вышеописанных материалов. Сочетание материалов может также использоваться для улучшения управления сопротивлением по существу плоского нагревательного элемента. Например, материалы с высоким собственным удельным сопротивлением могут комбинироваться с материалами с низким собственным удельным сопротивлением. Это может обеспечить преимущество в том случае, если один из материалов является более предпочтительным по другим причинам, например, из-за стоимости, обрабатываемости или других физических и химических параметров. Преимущественно по существу плоская компоновка нитей с увеличенным сопротивлением снижает паразитные потери. Преимущественно нагреватели с высоким удельным сопротивлением обеспечивают более эффективное использование энергии батареи.Examples of suitable metal alloys include stainless steel, constantan, nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese - and ferrous alloys, as well as superalloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel, Timetal®, alloys based on iron and aluminum and alloys based on iron, manganese and aluminum. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation. The filaments may be covered with one or more insulators. Preferred materials for electrically conductive filaments are stainless steel and graphite, more preferably 300 series stainless steel such as AISI 304, 316, 304L, 316L. In addition, the electrically conductive heating element may comprise combinations of the materials described above. The combination of materials can also be used to improve the resistance control of a substantially flat heating element. For example, materials with high intrinsic resistivity can be combined with materials with low intrinsic resistivity. This may provide an advantage if one of the materials is preferred for other reasons, such as cost, processability, or other physical and chemical parameters. The advantageously substantially flat arrangement of the increased resistance filaments reduces parasitic losses. Advantageously, high resistivity heaters provide more efficient use of battery energy.

Предпочтительно нити выполнены из провода. Более предпочтительно провод выполнен из металла, наиболее предпочтительно из нержавеющей стали.Preferably, the threads are made of wire. More preferably the wire is made of metal, most preferably stainless steel.

Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей нагревательного элемента может составлять от 0,1 Ом до 2 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно 0,1 Ом и выше. Более предпочтительно электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей составляет от 0,1 Ом до 0,6 Ом и наиболее предпочтительно приблизительно 0,3 Ом. Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводных нитей предпочтительно по меньшей мере на порядок и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка превышает электрическое сопротивление электропроводных контактных участков. Это обеспечивает локализацию тепла, сгенерированного посредством прохождения тока через нагревательный элемент, на сетке или матрице из электропроводных нитей. Преимущественно нагревательный элемент имеет низкое общее сопротивление, если питание в систему подается от батареи. Система с низким сопротивлением и высоким током обеспечивает возможность подачи высокой мощности на нагревательный элемент. Это обеспечивает возможность быстрого нагрева нагревательным элементом электропроводных нитей до необходимой температуры.The electrical resistance of the grid, matrix or woven fabric of electrically conductive filaments of the heating element can be from 0.1 ohm to 2 ohm. Preferably, the electrical resistance is 0.1 ohm or higher. More preferably, the electrical resistance of the grid, matrix or woven web of electrically conductive filaments is between 0.1 ohms and 0.6 ohms, and most preferably about 0.3 ohms. The electrical resistance of the grid, matrix or woven web of electrically conductive filaments is preferably at least an order of magnitude and more preferably at least two orders of magnitude higher than the electrical resistance of the electrically conductive contact areas. This ensures that the heat generated by passing the current through the heating element is localized on a grid or matrix of electrically conductive filaments. Preferably, the heating element has a low overall resistance when the system is powered by a battery. The low resistance, high current system allows high power to be delivered to the heating element. This makes it possible to quickly heat the electrically conductive filaments to the required temperature by the heating element.

Как указано выше, во второй группе предпочтительных вариантов осуществления первый аспект настоящего изобретения относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему корпус, имеющий первую часть, выполненную с возможностью соединения со съемным картриджем, при этом указанный съемный картридж имеет электрически управляемый нагревательный элемент. As indicated above, in the second group of preferred embodiments, the first aspect of the present invention relates to an aerosol generating device comprising a housing having a first part configured to be connected to a removable cartridge, said removable cartridge having an electrically controlled heating element.

Соответственно, согласно второму аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому аспекту изобретения, и съемный картридж, выполненный с возможностью соединения с первой частью корпуса устройства, генерирующего аэрозоль, причем картридж содержит часть для хранения, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, и электрически управляемый нагревательный элемент, расположенный так, чтобы нагревать субстрат, образующий аэрозоль.Accordingly, according to a second aspect of the present invention, there is provided an aerosol generating device according to the first aspect of the invention, and a removable cartridge configured to be connected to a first body portion of the aerosol generating device, the cartridge comprising a storage portion containing an aerosol generating substrate and electrically a controllable heating element positioned to heat the aerosol generating substrate.

Следует понимать, что предпочтительные признаки, описанные выше в отношении первого аспекта настоящего изобретения, могут быть также применимы ко второму аспекту настоящего изобретения.It should be understood that the preferred features described above with respect to the first aspect of the present invention may also be applicable to the second aspect of the present invention.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, где:The present invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, where:

на фиг. 1 показано схематическое изображение в поперечном сечении системы, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и съемный картридж;in fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a system comprising an aerosol generating device according to a first embodiment of the present invention and a removable cartridge;

на фиг. 2 показан вид в перспективе трансформатора в сборе устройства по фиг. 1; иin fig. 2 is a perspective view of the transformer assembly of the device of FIG. one; and

на фиг. 3A и фиг. 3B показаны виды в перспективе частей изделия, генерирующего аэрозоль, по фиг. 1; in fig. 3A and FIG. 3B shows perspective views of parts of the aerosol generating article of FIG. one;

на фиг. 4 показан увеличенный вид передней кромки контактной пластины устройства по фиг. 1.in fig. 4 is an enlarged view of the leading edge of the contact plate of the device of FIG. one.

На фиг. 1 показана система 1, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство 2, генерирующее аэрозоль, и съемный картридж 3, который соединен с устройством 2. Устройство 2 содержит корпус 4. Блок 5 питания и трансформатор 6 в сборе размещены внутри корпуса 4. Блок 5 питания и большая часть трансформатора 6 в сборе не видны на фиг. 1, но лучше всего видны на фиг. 2. In FIG. 1 shows an aerosol generating system 1 comprising an aerosol generating device 2 and a removable cartridge 3 which is connected to the device 2. The device 2 comprises a housing 4. A power supply 5 and a transformer 6 assembly are housed within the housing 4. A power supply 5 and a large part of the transformer 6 assembly is not visible in FIG. 1, but best seen in Fig. 2.

Трансформатор 6 в сборе содержит магнитопровод 61 в виде замкнутого магнитного сердечника. Трансформатор 6 в сборе также содержит первичную цепь, содержащую первичную обмотку 62, проходящую вокруг первой части магнитопровода 61 и электрически соединенную с блоком 5 питания. Трансформатор 6 в сборе также содержит вторичную цепь, содержащую вторичную обмотку 63, индуктивно связанную с первичной обмоткой и проходящую вокруг второй части магнитопровода 61. Количество витков в первичной обмотке 62 больше, чем количество витков во вторичной обмотке 63. В частности, первичная обмотка 62 имеет шесть витков, тогда как вторичная обмотка 63 имеет только один виток. Один виток вторичной обмотки 63 образован двумя контактными пластинами 7 и электропроводной дорожкой (не видна), которая электрически соединяет контактные пластины 7. Дорожка проходит через полый центр замкнутого магнитного сердечника 61.The assembled transformer 6 contains a magnetic circuit 61 in the form of a closed magnetic core. Transformer 6 assembly also contains a primary circuit containing the primary winding 62, passing around the first part of the magnetic circuit 61 and electrically connected to the power supply 5. The assembled transformer 6 also includes a secondary circuit comprising a secondary winding 63 inductively coupled to the primary winding and passing around the second part of the magnetic circuit 61. The number of turns in the primary winding 62 is greater than the number of turns in the secondary winding 63. In particular, the primary winding 62 has six turns, while the secondary winding 63 has only one turn. One turn of the secondary winding 63 is formed by two contact plates 7 and an electrically conductive track (not visible) that electrically connects the contact plates 7. The track passes through the hollow center of the closed magnetic core 61.

Как лучше всего видно на фиг. 1, два электрических контакта 7 выполнены с возможностью образования электрического соединения с нагревательным элементом 8, когда картридж 3 соединен с устройством 2. Как лучше всего видно на фиг. 3B, нагревательный элемент 8 предоставлен в виде по существу плоской электропроводной и проницаемой для текучей среды сетки. Изогнутая стрелка на фиг. 3B показывает путь потока воздуха, когда устройство используется. Контактные пластины 7 являются по существу плоскими, и каждая из них содержит продольную переднюю кромку 71, которая входит в зацепление с соответствующей кромкой сетки 8. Сетка 8 расположена смежно с транспортным материалом 9, который выполнен с возможностью переноса жидкого субстрата 11, образующего аэрозоль, из части 10 для хранения картриджа 3 к сетке 8. As best seen in FIG. 1, two electrical contacts 7 are configured to form an electrical connection with the heating element 8 when the cartridge 3 is connected to the device 2. As best seen in FIG. 3B, the heating element 8 is provided as a substantially flat, electrically conductive and fluid-permeable mesh. The curved arrow in Fig. 3B shows the air flow path when the device is in use. The contact plates 7 are substantially flat, and each of them includes a longitudinal leading edge 71 which engages with a corresponding edge of the mesh 8. The mesh 8 is located adjacent to the transport material 9 which is configured to carry the liquid aerosol-forming substrate 11 from parts 10 to store the cartridge 3 to the grid 8.

При использовании потребитель осуществляет затяжку из мундштучного конца 12 картриджа 3. Это заставляет воздух вытягиваться через впускное отверстие A и проходить мимо сетки 8. Питание на сетку 8 подается блоком 5 питания с переменным током через трансформатор 6 в сборе. Это заставляет сетку 8 нагревать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который был перенесен на сетку 8 транспортным материалом 9. Затем жидкость испаряется сеткой 8 с образованием аэрозоля, который транспортируется посредством проходящего воздуха вдоль пути потока к выпускному отверстию B на мундштучном конце 12 картриджа 3, в результате чего он доставляется потребителю. In use, the user draws from the mouth end 12 of the cartridge 3. This causes air to be drawn through the inlet A and past the mesh 8. The mesh 8 is powered by the AC power supply 5 through the transformer 6 assembly. This causes the mesh 8 to heat the aerosol-forming liquid substrate which has been transferred to the mesh 8 by the transport material 9. The liquid is then evaporated by the mesh 8 to form an aerosol which is transported by passing air along the flow path to the outlet B at the mouth end 12 of the cartridge 3, in as a result of which it is delivered to the consumer.

На фиг. 4 показан увеличенный вид части передней кромки одной из контактных пластин 7 по фиг. 1. Как можно видеть на фиг. 4, передняя кромка имеет заостренный кончик 71. Это может помочь пластине 7 образовывать лучший электрический контакт с нагревательной сеткой 8. In FIG. 4 shows an enlarged view of part of the leading edge of one of the contact plates 7 of FIG. 1. As can be seen in FIG. 4, the leading edge has a pointed tip 71. This can help the plate 7 make better electrical contact with the heating grid 8.

Соотношение напряжения и тока в трансформаторе в сборе может быть выражено как:The ratio of voltage and current in the transformer assembly can be expressed as:

где: where:

Vp представляет собой напряжение на первичной стороне трансформатора в сборе; Vp is the voltage on the primary side of the transformer assembly;

Vs представляет собой напряжение на вторичной стороне трансформатора в сборе; Vs is the voltage on the secondary side of the transformer assembly;

Ip представляет собой ток на первичной стороне; Is представляет ток на вторичной стороне; Ip is the current on the primary side; Is represents the current on the secondary side;

Np представляет собой число витков первичной обмотки; и Np is the number of turns of the primary winding; and

Ns представляет собой число витков вторичной обмотки. Ns is the number of turns of the secondary winding.

В варианте осуществления по фиг. 1, Np=6 и Ns=1. Это означает, что соотношение может быть выражено как:In the embodiment of FIG. 1, Np=6 and Ns=1. This means that the ratio can be expressed as:

Is=6Ip и Vs=Vp/6Is=6Ip and Vs=Vp/6

Однако, импеданс первичной обмотки как функция вторичной обмотки определяется как:However, the primary impedance as a function of the secondary is defined as:

Zp=Zs x (Np/Ns)² → Zp=Zs x (Np)² Zp=Zs x (Np/Ns) ² → Zp=Zs x (Np) ²

Соответственно, импеданс, наблюдаемый на первичной стороне трансформатора в сборе, может быть увеличен пропорционально квадрату количества витков первичной обмотки. Таким образом, в варианте осуществления по фиг. 1 для требуемого вторичного импеданса, составляющего например 0,3 Ом, требуется первичный импеданс, составляющий 10,8 Ом. Это приводит к тому, что для нагрева сетки используется меньший рабочий ток по сравнению с тем, который был бы необходим, если бы сетка работала на постоянном токе. Также могут быть достигнуты меньшие потери вдоль электрических соединений и на контактах.Accordingly, the impedance observed on the primary side of the transformer assembly can be increased in proportion to the square of the number of primary turns. Thus, in the embodiment of FIG. 1, for a required secondary impedance of eg 0.3 ohms, a primary impedance of 10.8 ohms is required. This results in less operating current being used to heat the grid compared to what would be needed if the grid were operated with direct current. Lower losses along the electrical connections and at the contacts can also be achieved.

Claims

1. A device that generates an aerosol and contains:

frame; and

a power supply unit configured to supply power to the heating element through a transformer assembly inside the housing, the transformer assembly comprising:

magnetic circuit;

a primary circuit containing a primary winding passing around the first part of the magnetic circuit and electrically connected to the power supply; and

a secondary circuit comprising a secondary winding inductively coupled to the primary winding and extending around the second part of the magnetic circuit;

in this case, the number of turns in the primary winding exceeds the number of turns in the secondary winding;

moreover, the secondary circuit contains at least two electrical contacts configured to form an electrical connection with the heating element.

2. An aerosol generating device according to claim 1, comprising a heating element, the heating element being permanently attached to at least two electrical contacts of the secondary circuit.

3. The aerosol generating apparatus of claim 2, comprising a storage portion configured to contain the aerosol generating substrate, wherein the electrically controlled heating element is configured to heat the aerosol generating substrate.

4. An aerosol generating device according to claim 1, in which the body has a first part configured to be connected to a removable cartridge, and the removable cartridge has an electrically controlled heating element,

wherein at least two electrical contacts are configured to form an electrical connection with the heating element when the cartridge is connected to the aerosol generating device.

5. The aerosol generating apparatus of claim 4, wherein the removable cartridge comprises a storage portion configured to contain the aerosol generating substrate, wherein the electrically controlled heating element is configured to heat the aerosol generating substrate.

6. An aerosol generating device according to claim 4 or 5, wherein at least a portion of each electrical contact extends from the first housing portion of the aerosol generating device.

7. A device that generates an aerosol, according to any one of paragraphs. 4-6, in which at least two electrical contacts are configured to directly contact the heating element when the cartridge is connected to the device.

8. A device that generates an aerosol, according to any one of paragraphs. 4-7, in which, when the cartridge is connected to the device, the heating element forms an electrically conductive bridge between at least two electrical contacts to complete the secondary circuit.

9. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein each of the at least two electrical contacts is an electrical contact plate.

10. An aerosol generating device according to claim 9, wherein each of the at least two electrical contact plates has a pointed leading edge configured to form an electrical connection with the heating element.

11. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein each of the at least two electrical contacts contains tungsten.

12. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the magnetic circuit comprises a closed magnetic core.

13. An aerosol generating device according to claim 12, in which the first and second parts of the magnetic circuit are located respectively on opposite sides of the closed magnetic core.

14. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the secondary winding consists of a single turn.

15. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the electrically controlled heating element is a flat electrically conductive and fluid-permeable heating element.