RU2775532C2 - Aerosol-generating apparatus containing a plasmon heating element - Google Patents
Aerosol-generating apparatus containing a plasmon heating element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775532C2 RU2775532C2 RU2020124964A RU2020124964A RU2775532C2 RU 2775532 C2 RU2775532 C2 RU 2775532C2 RU 2020124964 A RU2020124964 A RU 2020124964A RU 2020124964 A RU2020124964 A RU 2020124964A RU 2775532 C2 RU2775532 C2 RU 2775532C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerosol generating
- aerosol
- heating element
- generating device
- substrate
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 219
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 167
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 331
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 47
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 25
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000391 smoking Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 41
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 36
- 229960002715 Nicotine Drugs 0.000 description 33
- 229930015196 nicotine Natural products 0.000 description 33
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 19
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 17
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 12
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 12
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 12
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 8
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 5
- -1 glycerol mono- Chemical class 0.000 description 5
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N Triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 4
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N butylene glycol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 4
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 4
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 4
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium Ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940107700 Pyruvic Acid Drugs 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004716 alpha keto acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000295 expanded polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001388 3-methyl-2-oxobutanoic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001668 3-methyl-2-oxopentanoic acid Substances 0.000 description 1
- JVQYSWDUAOAHFM-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-2-oxovaleric acid Chemical compound CCC(C)C(=O)C(O)=O JVQYSWDUAOAHFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001142 4-methyl-2-oxopentanoic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002301 Cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000005092 Ruthenium Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N nitride(3-) Chemical compound [N-3] TWXTWZIUMCFMSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001007 puffing Effects 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008275 solid aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKAJNAXTPSGJCU-UHFFFAOYSA-N α-Ketoisocaproic acid Chemical compound CC(C)CC(=O)C(O)=O BKAJNAXTPSGJCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHKABHOOEWYVLI-UHFFFAOYSA-N α-Ketoisovaleric acid Chemical compound CC(C)C(=O)C(O)=O QHKABHOOEWYVLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPPUPQFYDYLTIY-UHFFFAOYSA-N α-Ketooctanoic acid Chemical compound CCCCCCC(=O)C(O)=O GPPUPQFYDYLTIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDVFRMMRZOCFLS-UHFFFAOYSA-N α-Ketovaleric acid Chemical compound CCCC(=O)C(O)=O KDVFRMMRZOCFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей такое устройство, генерирующее аэрозоль.The present invention relates to an aerosol generating device comprising a heating element configured to generate heat through surface plasmon resonance. The present invention also relates to an aerosol generating system comprising such an aerosol generating device.
В уровне техники предложен ряд электрических систем, генерирующих аэрозоль, в которых устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее электрический нагревательный элемент, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, такого как заглушка из табака. Одной из целей таких систем, генерирующих аэрозоль, является снижение количества известных вредных или потенциально вредных компонентов дыма, образуемых в результате горения и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен как часть изделия, генерирующего аэрозоль, вставляемая в камеру или полость в устройстве, генерирующем аэрозоль. В некоторых известных системах для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, до температуры, при которой он способен выделять летучие компоненты, способные образовывать аэрозоль, резистивный нагревательный элемент вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль.The prior art has provided a number of electrical aerosol generating systems in which an aerosol generating device having an electrical heating element is used to heat an aerosol generating substrate such as a tobacco plug. One of the goals of such aerosol generating systems is to reduce the amount of known harmful or potentially harmful smoke constituents resulting from the combustion and pyrolytic degradation of tobacco in conventional cigarettes. The aerosol generating substrate may be provided as part of an aerosol generating article inserted into a chamber or cavity in the aerosol generating device. In some prior art systems for heating an aerosol-generating substrate to a temperature at which it is capable of releasing aerosol-forming volatiles, a resistive heating element is inserted into or around the aerosol-generating substrate when the article is placed in the aerosol-generating device.
Другие известные электрические системы, образующие аэрозоль, выполнены с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, такого как никотинсодержащая жидкость. Такие системы обычно содержат фитиль, выполненный с возможностью перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения, и резистивный нагревательный элемент, намотанный вокруг части фитиля.Other known electrical aerosol generating systems are configured to heat an aerosol generating liquid substrate, such as a nicotine-containing liquid. Such systems typically include a wick configured to move an aerosol-forming liquid substrate out of a storage portion and a resistive heating element wound around the wick portion.
Также был предложен ряд электрических систем, генерирующих аэрозоль, содержащих индукционные нагревательные системы.A number of aerosol generating electrical systems including induction heating systems have also been proposed.
Однако нагревательные системы в известных системах, генерирующих аэрозоль, характеризуются рядом недостатков. Например, при использовании резистивных нагревательных элементов может быть затруднено достижение однородного нагрева субстрата, генерирующего аэрозоль. Сложность достижения точного регулирования температуры представляет собой другой недостаток, обычно связанный с резистивными нагревательными элементами. Процесс сборки резистивных нагревательных элементов может также стать причиной резистивных потерь в цепи нагревательного элемента, например, в паяных соединениях между резистивной нагревательной дорожкой и схемой блока питания.However, the heating systems in known aerosol generating systems suffer from a number of disadvantages. For example, when resistive heating elements are used, it can be difficult to achieve uniform heating of the aerosol generating substrate. The difficulty of achieving accurate temperature control is another drawback commonly associated with resistive heating elements. The process of assembling resistive heating elements can also introduce resistive losses in the heating element circuit, such as solder joints between the resistive heating track and the power supply circuitry.
Индукционные нагревательные системы также имеют свои собственные недостатки. Например, достижение эффективного индукционного нагрева элемента в виде токоприемника при сведении к минимуму подачи питания на индукционную катушку требует размещения индукционной катушки как можно ближе к элементу в виде токоприемника. Это может затруднить разработку индукционно нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, которая является эффективной, а также практичной для производства и использования.Induction heating systems also have their own drawbacks. For example, to achieve efficient inductive heating of the current collector element while minimizing the power supply to the induction coil, the induction coil must be placed as close as possible to the current collector element. This can make it difficult to develop an induction heated aerosol generating system that is efficient as well as practical to manufacture and use.
Соответственно, было бы желательно предоставить устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательную конструкцию, уменьшающую или преодолевающую по меньшей мере некоторые из этих недостатков, связанных с известными устройствами.Accordingly, it would be desirable to provide an aerosol generating device comprising a heating structure that reduces or overcomes at least some of these drawbacks associated with known devices.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство, генерирующее аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в устройстве, генерирующем аэрозоль. Нагревательный элемент содержит множество металлических наночастиц, расположенных с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса.According to a first aspect of the present invention, an aerosol generating apparatus is provided for heating an aerosol generating substrate. The aerosol generating device comprises a heating element configured to heat the aerosol generating substrate when the aerosol generating substrate is placed in the aerosol generating device. The heating element contains a plurality of metal nanoparticles arranged to receive light from a light source and generate heat through surface plasmon resonance.
Используемый в данном документе термин «поверхностный плазмонный резонанс» относится к коллективному резонансному колебанию свободных электронов металлических наночастиц и, таким образом, поляризации зарядов на поверхности металлических наночастиц. Коллективное резонансное колебание свободных электронов и, таким образом, поляризация зарядов вызываются светом, падающим на металлические наночастицы от источника света. Энергия колеблющихся свободных электронов может рассеиваться несколькими механизмами, включая тепло. Таким образом, когда металлические наночастицы облучают источником света, металлические наночастицы генерируют тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса.As used herein, the term "surface plasmon resonance" refers to the collective resonant oscillation of the free electrons of metal nanoparticles and thus the charge polarization at the surface of the metal nanoparticles. The collective resonant oscillation of free electrons and thus the polarization of charges are caused by light incident on metal nanoparticles from a light source. The energy of oscillating free electrons can be dissipated by several mechanisms, including heat. Thus, when the metal nanoparticles are irradiated with a light source, the metal nanoparticles generate heat through surface plasmon resonance.
В контексте данного документа термин «металлические наночастицы» относится к металлическим частицам, имеющим максимальный диаметр приблизительно 1 микрометр или меньше. Металлические наночастицы, которые генерируют тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса при возбуждении падающим светом, также могут быть известны как плазмонные наночастицы.In the context of this document, the term "metal nanoparticles" refers to metal particles having a maximum diameter of approximately 1 micrometer or less. Metal nanoparticles that generate heat through surface plasmon resonance when excited by incident light may also be known as plasmonic nanoparticles.
В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое может взаимодействовать с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. As used herein, the term "aerosol generating device" refers to a device that can interact with an aerosol generating substrate to generate an aerosol.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль.In the context of this document, the term "aerosol-forming substrate" refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds may be released by heating the aerosol-forming substrate. The aerosol generating substrate may be part of the aerosol generating article.
В контексте данного документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации из устройства, генерирующего аэрозоль, и одного или более субстратов, образующих аэрозоль, или изделий, образующих аэрозоль, для использования с устройством. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как зарядный блок для перезарядки встроенного блока электропитания в электрически управляемом или электрическом устройстве, генерирующем аэрозоль.As used herein, the term "aerosol generating system" refers to a combination of an aerosol generating device and one or more aerosol generating substrates or aerosol generating articles for use with the device. The aerosol generating system may include additional components such as a charging unit for recharging the built-in power supply in the electrically operated or electrical aerosol generating device.
Преимущественно нагревательный элемент устройств, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит множество металлических наночастиц, расположенных с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. Следовательно, нет необходимости в электрическом соединении нагревательного элемента с блоком питания. Преимущественно нагревательный элемент, который не соединен электрически с блоком питания, может упростить изготовление устройства, генерирующего аэрозоль. Преимущественно нагревательный элемент, который не соединен электрически с блоком питания, может облегчать обслуживание нагревательного элемента, замену нагревательного элемента или и то, и другое.Advantageously, the heating element of the aerosol generating devices of the present invention comprises a plurality of metal nanoparticles arranged to generate heat via surface plasmon resonance. Therefore, there is no need to electrically connect the heating element to the power supply. Advantageously, a heating element that is not electrically connected to a power supply can simplify the manufacture of an aerosol generating device. Advantageously, a heating element that is not electrically connected to the power supply may facilitate maintenance of the heating element, replacement of the heating element, or both.
Преимущественно нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса, может обеспечивать более равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с резистивными и индукционными нагревательными системами. Например, свободные электроны металлических наночастиц возбуждаются до одинаковой степени независимо от угла падения падающего света.Advantageously, a heating element configured to generate heat via surface plasmon resonance can provide more uniform heating of the aerosol generating substrate compared to resistive and induction heating systems. For example, free electrons of metal nanoparticles are excited to the same extent regardless of the angle of incidence of the incident light.
Преимущественно нагревательный элемент, выполненный с возможностью генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса, может обеспечивать более локализованный нагрев по сравнению с резистивными и индукционными нагревательными системами. Преимущественно локализованный нагрев способствует нагреву отдельных частей субстрата, образующего аэрозоль, или множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль. Преимущественно локализованный нагрев повышает эффективность устройства, генерирующего аэрозоль, путем увеличения или максимизации переноса тепла, генерируемого нагревательным элементом, к субстрату, образующему аэрозоль. Преимущественно локализованный нагрев может уменьшать или устранять нежелательный нагрев других компонентов устройства, генерирующего аэрозоль.Advantageously, a heating element configured to generate heat via surface plasmon resonance can provide more localized heating compared to resistive and induction heating systems. Predominantly localized heating contributes to the heating of individual parts of the aerosol-forming substrate, or a plurality of individual aerosol-forming substrates. Predominantly localized heating improves the efficiency of the aerosol generating device by increasing or maximizing the transfer of heat generated by the heating element to the aerosol generating substrate. Predominantly localized heating can reduce or eliminate unwanted heating of other components of the aerosol generating device.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью приема света от внешнего источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса. Внешний источник света может включать окружающий свет. Окружающий свет может включать солнечное излучение. Окружающий свет может включать по меньшей мере один источник искусственного света, расположенный снаружи устройства, генерирующего аэрозоль.The heating element may be configured to receive light from an external light source and generate heat via surface plasmon resonance. The external light source may include ambient light. Ambient light may include solar radiation. The ambient light may include at least one artificial light source located outside the aerosol generating device.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник света, при этом нагревательный элемент выполнен с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса.The aerosol generating device may include a light source, wherein the heating element is configured to receive light from the light source and generate heat through surface plasmon resonance.
Преимущественно снабжение устройства, генерирующего аэрозоль, источником света может обеспечить возможность генерирования тепла нагревательным элементом без приема света от внешнего источника света. Преимущественно снабжение устройства, генерирующего аэрозоль, источником света может обеспечить улучшенное управление освещением нагревательного элемента. Преимущественно за счет управления освещением нагревательного элемента управляют температурой, до которой нагревательный элемент нагревается посредством поверхностного плазмонного резонанса.Advantageously, supplying the aerosol generating device with a light source can enable the heating element to generate heat without receiving light from an external light source. Advantageously, providing the aerosol generating device with a light source can provide improved lighting control of the heating element. Advantageously, by controlling the illumination of the heating element, the temperature to which the heating element is heated by surface plasmon resonance is controlled.
Источник света может быть выполнен с возможностью испускания по меньшей мере одного из ультрафиолетового света, инфракрасного света и видимого света. Предпочтительно источник света выполнен с возможностью испускания видимого света. Преимущественно источник света, выполненный с возможностью испускания видимого света, может быть недорогим, удобным в использовании или и таким, и таким.The light source may be configured to emit at least one of ultraviolet light, infrared light, and visible light. Preferably, the light source is configured to emit visible light. Advantageously, a light source capable of emitting visible light may be inexpensive, convenient to use, or both.
Предпочтительно источник света выполнен с возможностью испускания света, имеющего по меньшей мере одну длину волны от 380 нанометров до 700 нанометров.Preferably, the light source is configured to emit light having at least one wavelength between 380 nanometers and 700 nanometers.
Предпочтительно источник света выполнен с возможностью работы с пиковой длиной испускаемой волны от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров. В контексте данного документа термин «пиковая длина испускаемой волны» относится к длине волны, на которой источник света имеет максимальную интенсивность. Преимущественно пиковая длина испускаемой волны, составляющая от приблизительно 495 нанометров до приблизительно 580 нанометров, может обеспечить максимальный нагрев нагревательного элемента посредством поверхностного плазмонного резонанса, в частности, когда множество металлических наночастиц содержит по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди.Preferably, the light source is configured to operate at a peak emitted wavelength of about 495 nanometers to about 580 nanometers. In the context of this document, the term "peak emitted wavelength" refers to the wavelength at which the light source has its maximum intensity. Advantageously, a peak emitted wavelength of about 495 nanometers to about 580 nanometers can provide maximum heating of the heating element via surface plasmon resonance, particularly when the plurality of metal nanoparticles contains at least one of gold, silver, platinum, and copper.
Источник света может содержать по меньшей мере одно из светоизлучающего диода и лазера. Предпочтительно светоизлучающие диоды и лазеры могут иметь компактный размер, подходящий для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль. В тех вариантах осуществления, где источник света содержит по меньшей мере один лазер, по меньшей мере один лазер может содержать по меньшей мере одно из твердотельного лазера и полупроводникового лазера.The light source may comprise at least one of a light emitting diode and a laser. Preferably, light emitting diodes and lasers may be of a compact size suitable for use in an aerosol generating device. In those embodiments where the light source comprises at least one laser, the at least one laser may comprise at least one of a solid state laser and a semiconductor laser.
Источник света может содержать множество источников света. Источники света могут быть источниками света одного типа. По меньшей мере некоторые из источников света могут быть источниками света разных типов. Множество источников света может включать любую комбинацию типов источников света, описанных в данном документе.The light source may comprise a plurality of light sources. Light sources can be light sources of the same type. At least some of the light sources may be different types of light sources. The plurality of light sources may include any combination of the types of light sources described herein.
Преимущественно множество источников света могут способствовать настройке профиля нагрева, генерируемого устройством, генерирующим аэрозоль, во время использования.Advantageously, a plurality of light sources can help tune the heating profile generated by the aerosol generating device during use.
По меньшей мере один из источников света может представлять собой главный источник света, и по меньшей мере один из источников света может представлять собой резервный источник света. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью испускания света из одного или более резервных источников света, только если один или более из главных источников света не работают.At least one of the light sources may be the main light source and at least one of the light sources may be the backup light source. The aerosol generating device may be configured to emit light from one or more standby light sources only if one or more of the main light sources is not operating.
По меньшей мере один из источников света может быть выполнен с возможностью облучения только части множества металлических наночастиц. Каждый из множества источников света может быть выполнен с возможностью облучения другой части множества металлических наночастиц.At least one of the light sources may be configured to irradiate only a portion of the plurality of metal nanoparticles. Each of the plurality of light sources may be configured to irradiate a different portion of the plurality of metal nanoparticles.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено таким образом, что множество источников света облучают разные части множества металлических наночастиц в одно и то же время. Преимущественно облучение разных частей множества металлических наночастиц в одно и то же время может способствовать однородному нагреву нагревательного элемента. Преимущественно облучение разных частей множества металлических наночастиц в одно и то же время может способствовать одновременному нагреву множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль.The aerosol generating device can be configured such that a plurality of light sources irradiate different portions of the plurality of metal nanoparticles at the same time. Advantageously, irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at the same time can promote uniform heating of the heating element. Advantageously, irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at the same time can contribute to the simultaneous heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено таким образом, что множество источников света облучают разные части множества металлических наночастиц в разные моменты времени. Предпочтительно облучение разных частей множества металлических наночастиц в разные моменты времени может способствовать нагреву разных частей субстрата, образующего аэрозоль, в разные моменты времени. Преимущественно облучение разных частей множества металлических наночастиц в разные моменты времени может способствовать нагреву множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль, в разные моменты времени.The aerosol generating device may be configured such that a plurality of light sources irradiate different portions of the plurality of metal nanoparticles at different times. Preferably, irradiating different portions of the plurality of metal nanoparticles at different times may promote heating of different portions of the aerosol-forming substrate at different times. Advantageously, irradiating different parts of a plurality of metal nanoparticles at different times can contribute to heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates at different times.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок электропитания и контроллер, выполненный с возможностью подачи электропитания от блока электропитания на источник света.Preferably, the aerosol generating device comprises a power supply unit and a controller configured to supply power from the power supply unit to the light source.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит множество источников света, блок электропитания может содержать единственный источник электропитания, выполненный с возможностью подачи электропитания на множество источников света.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the power supply unit may comprise a single power source configured to supply power to the plurality of light sources.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит множество источников света, блок электропитания может содержать множество источников электропитания, выполненных с возможностью подачи электропитания на множество источников света.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the power supply unit may comprise a plurality of power sources configured to supply power to the plurality of light sources.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит множество источников света, контроллер может быть выполнен с возможностью выборочной подачи электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света. Контроллер может быть выполнен с возможностью выборочного изменения подачи электроэнергии на по меньшей мере некоторые из множества источников света.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a plurality of light sources, the controller may be configured to selectively energize at least some of the plurality of light sources. The controller may be configured to selectively change the power supply to at least some of the plurality of light sources.
В тех вариантах осуществления, где множество источников света выполнены с возможностью облучения разных частей множества металлических наночастиц для нагрева множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль, контроллер может выборочно подавать электропитание на по меньшей мере некоторые из множества источников света для выборочного нагрева по меньшей мере некоторых из множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль. Контроллер может выборочно изменять подачу электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света для изменения соотношения нагрева по меньшей мере некоторых из множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль.In embodiments where a plurality of light sources are configured to irradiate different portions of a plurality of metal nanoparticles to heat a plurality of individual aerosol forming substrates, the controller may selectively energize at least some of the plurality of light sources to selectively heat at least some of the plurality individual substrates that form an aerosol. The controller can selectively change the power supply to at least some of the plurality of light sources to change the heating ratio of at least some of the plurality of individual aerosol forming substrates.
Преимущественно путем изменения относительного нагрева по меньшей мере некоторых из множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль, устройство, генерирующее аэрозоль, может изменять состав аэрозоля, доставляемого пользователю.Advantageously, by changing the relative heating of at least some of the plurality of individual aerosol generating substrates, the aerosol generating device can change the composition of the aerosol delivered to the user.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит пользовательское устройство ввода. Пользовательское устройство ввода может содержать по меньшей мере одно из нажимной кнопки, колеса прокрутки, сенсорной кнопки, сенсорного экрана и микрофона. Преимущественно пользовательское устройство ввода позволяет пользователю управлять одним или более аспектами работы устройства, генерирующего аэрозоль. В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света, контроллер и блок электропитания, пользовательское устройство ввода может позволить пользователю активировать подачу электропитания на источник света, деактивировать подачу электропитания на источник света или и то, и другое.Preferably, the aerosol generating device comprises a user input device. The user input device may include at least one of a push button, a scroll wheel, a touch button, a touch screen, and a microphone. Advantageously, the user input device allows the user to control one or more aspects of the operation of the aerosol generating device. In embodiments where the aerosol generating device comprises a light source, a controller, and a power supply, the user input device may allow the user to enable the power supply to the light source, deactivate the power supply to the light source, or both.
В тех вариантах осуществления, где контроллер выполнен с возможностью выборочной подачи электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью выборочной подачи электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света в ответ на пользовательский ввод, принятый пользовательским устройством ввода.In embodiments where the controller is configured to selectively energize at least some of the plurality of lights, preferably the controller is configured to selectively energize at least some of the plurality of lights in response to user input received by the user input device. .
В тех вариантах осуществления, где контроллер выполнен с возможностью выборочного изменения подачи электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью выборочно изменения подачи электропитания на по меньшей мере некоторые из множества источников света в ответ на пользовательский ввод, принятый пользовательским устройством ввода.In those embodiments where the controller is configured to selectively change the power supply to at least some of the plurality of lights, preferably the controller is configured to selectively change the power supply to at least some of the plurality of lights in response to user input received by the user. input device.
Блок электропитания может содержать блок питания постоянного тока. Блок электропитания может содержать по меньшей мере одну батарею. По меньшей мере одна батарея может включать перезаряжаемую литий-ионную батарею. Блок электропитания может содержать другой вид устройства хранения заряда, такой как конденсатор. Блок электропитания может нуждаться в перезарядке. Блок электропитания может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более применений устройства, генерирующего аэрозоль. Например, блок электропитания 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 электропитания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.The power supply may include a DC power supply. The power supply unit may contain at least one battery. The at least one battery may include a rechargeable lithium ion battery. The power supply may contain another form of charge storage device such as a capacitor. The power supply may need to be recharged. The power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses of the aerosol generating device. For example, the power supply may have 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 unit may have sufficient capacity to allow for a predetermined number of puffs or individual activations.
Контроллер может быть выполнен с возможностью инициирования подачи электропитания от блока электропитания на источник света в начале цикла нагрева. Контроллер может быть выполнен с возможностью прекращения подачи электропитания от блока электропитания на источник света в конце цикла нагрева.The controller may be configured to initiate power supply from the power supply to the light source at the beginning of the heating cycle. The controller may be configured to cut off the power supply from the power supply to the light source at the end of the heating cycle.
Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения непрерывной подачи электропитания от блока электропитания на источник света.The controller may be configured to provide continuous power supply from the power supply to the light source.
Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения прерывистой подачи электропитания от блока электропитания на источник света. Контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения импульсной подачи электропитания от блока электропитания на источник света.The controller may be configured to provide intermittent power supply from the power supply to the light source. The controller may be configured to provide pulsed power supply from the power supply unit to the light source.
Преимущественно импульсная подача электропитания на источник света может способствовать управлению общей мощностью источника света во время некоторого периода времени. Преимущественно управление общей мощностью источника света в течение некоторого периода времени может способствовать регулированию температуры, до которой нагревательный элемент нагревается посредством поверхностного плазмонного резонанса.Advantageously, pulsed power supply to the light source can help control the total power of the light source during a period of time. Advantageously, controlling the total power of the light source over a period of time can help control the temperature to which the heating element is heated by surface plasmon resonance.
Преимущественно импульсная подача электропитания на источник света может увеличивать тепловую релаксацию свободных электронов, возбужденных поверхностным плазмонным резонансом, по сравнению с другими процессами релаксации, такими как окислительная и восстановительная релаксация. Таким образом, преимущественно импульсная подача электропитания на источник света может увеличить нагрев нагревательного элемента. Предпочтительно контроллер выполнен с возможностью обеспечения импульсной подачи электропитания от блока электропитания на источник света таким образом, чтобы время между последовательными импульсами света от источника света составляло приблизительно 1 пикосекунду или меньше. Другими словами, время между концом каждого импульса света от источника света и началом следующего импульса света от источника света меньше или равно приблизительно 1 пикосекунде. Advantageously, pulsed power supply to the light source can increase the thermal relaxation of free electrons excited by surface plasmon resonance compared to other relaxation processes such as oxidative and reductive relaxation. Thus, predominantly pulsed power supply to the light source can increase the heating of the heating element. Preferably, the controller is configured to pulse power from the power supply to the light source such that the time between successive pulses of light from the light source is approximately 1 picosecond or less. In other words, the time between the end of each light pulse from the light source and the start of the next light pulse from the light source is less than or equal to approximately 1 picosecond.
Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения подачи электропитания от блока электропитания на источник света. В тех вариантах осуществления, где контроллер выполнен с возможностью обеспечения импульсной подачи электропитания на источник света, контроллер может быть выполнен с возможностью изменения рабочего цикла импульсной подачи электропитания. Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения по меньшей мере одного из ширины импульса и периода рабочего цикла.The controller may be configured to change the power supply from the power supply to the light source. In those embodiments where the controller is configured to provide pulsed power to the light source, the controller may be configured to change the duty cycle of the pulsed power. The controller may be configured to change at least one of the pulse width and duty cycle period.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть выполнен с возможностью измерения температуры по меньшей мере одного из нагревательного элемента и субстрата, образующего аэрозоль, во время использования устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью изменения подачи электропитания на источник света в ответ на изменение температуры, измеряемой датчиком температуры. В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок электропитания и контроллер, предпочтительно контроллер выполнен с возможностью изменения подачи электропитания от блока электропитания на источник света в ответ на изменение температуры, измеряемой датчиком температуры.The aerosol generating device may include a temperature sensor. The temperature sensor may be configured to measure the temperature of at least one of the heating element and the aerosol generating substrate during use of the aerosol generating device. The aerosol generating device may be configured to change the power supply to the light source in response to a change in temperature sensed by the temperature sensor. In those embodiments where the aerosol generating device comprises a power supply and a controller, preferably the controller is configured to change the power supply from the power supply to the light source in response to a change in temperature sensed by a temperature sensor.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать один или более оптических элементов для облегчения передачи света от источника света к нагревательному элементу. Один или более оптических элементов могут содержать по меньшей мере одно из следующего: отверстие, окошко, линза, отражатель и оптическое волокно.The aerosol generating device may include one or more optical elements to facilitate transmission of light from the light source to the heating element. One or more optical elements may contain at least one of the following: a hole, a window, a lens, a reflector, and an optical fiber.
Предпочтительно по меньшей мере одно из отверстия и окошка может способствовать передаче света от внешнего источника света к нагревательному элементу. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус, при этом на корпусе расположено по меньшей мере одно из отверстия и окошка.Preferably, at least one of the opening and window may facilitate transmission of light from an external light source to the heating element. The aerosol generating device may include a housing, wherein at least one of the opening and the window is located on the housing.
Преимущественно по меньшей мере одно из линзы, отражателя и оптического волокна может концентрировать или фокусировать свет, испускаемый источником света, на нагревательном элементе. Преимущественно концентрирование или фокусировка света на нагревательном элементе может повышать температуру, до которой нагревательный элемент нагревается посредством поверхностного плазмонного резонанса.Advantageously, at least one of the lens, the reflector, and the optical fiber can concentrate or focus the light emitted by the light source onto the heating element. Advantageously, concentrating or focusing light on the heating element can increase the temperature to which the heating element is heated by surface plasmon resonance.
Множество металлических наночастиц может содержать по меньшей мере одно из золота, серебра, платины, меди, палладия, алюминия, хрома, титана, родия и рутения. Множество металлических наночастиц может содержать по меньшей мере один металл в элементарной форме. Множество металлических наночастиц может содержать по меньшей мере один металл в металлическом соединении. Металлическое соединение может содержать по меньшей мере один нитрид металла.The plurality of metal nanoparticles may contain at least one of gold, silver, platinum, copper, palladium, aluminum, chromium, titanium, rhodium, and ruthenium. Many metal nanoparticles may contain at least one metal in elemental form. The plurality of metal nanoparticles may contain at least one metal in a metal compound. The metal compound may contain at least one metal nitride.
Предпочтительно множество металлических наночастиц содержит по меньшей мере одно из золота, серебра, платины и меди. Преимущественно наночастицы золота, серебра, платины и меди могут демонстрировать сильный поверхностный плазмонный резонанс при облучении видимым светом.Preferably, the plurality of metal nanoparticles contains at least one of gold, silver, platinum and copper. Advantageously, gold, silver, platinum and copper nanoparticles can exhibit strong surface plasmon resonance when irradiated with visible light.
Множество металлических наночастиц может содержать один металл. Множество металлических наночастиц может содержать смесь различных металлов.A plurality of metal nanoparticles may contain a single metal. The plurality of metal nanoparticles may contain a mixture of different metals.
Множество металлических наночастиц может содержать множество первых наночастиц, содержащих первый металл, и множество вторых наночастиц, содержащих второй металл.The plurality of metal nanoparticles may comprise a plurality of first nanoparticles containing a first metal and a plurality of second nanoparticles containing a second metal.
По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут содержать смесь двух или более металлов. По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут содержать металлический сплав. По меньшей мере некоторые из множества металлических наночастиц могут все иметь конфигурацию в виде ядра и оболочки, при этом ядро содержит первый металл, а оболочка содержит второй металл.At least some of the many metal nanoparticles may contain a mixture of two or more metals. At least some of the many metal nanoparticles may contain a metal alloy. At least some of the plurality of metal nanoparticles may all have a core and shell configuration, with the core containing a first metal and the shell containing a second metal.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник света, предпочтительно множество металлических наночастиц имеют среднечисловой максимальный диаметр, который равен пиковой длине испускаемой волны источника света или меньше нее.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a light source, preferably the plurality of metal nanoparticles have a number average maximum diameter that is equal to or less than the peak emitted wavelength of the light source.
Множество металлических наночастиц может иметь среднечисловой максимальный диаметр менее приблизительно 700 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 600 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 500 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 400 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 300 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 200 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 150 нанометров, предпочтительно менее приблизительно 100 нанометров.The plurality of metal nanoparticles may have a number average maximum diameter of less than about 700 nanometers, preferably less than about 600 nanometers, preferably less than about 500 nanometers, preferably less than about 400 nanometers, preferably less than about 300 nanometers, preferably less than about 200 nanometers, preferably less than about 150 nanometers, preferably less than about 100 nanometers.
Нагревательный элемент может быть образован из множества металлических наночастиц.The heating element may be formed from a plurality of metal nanoparticles.
Нагревательный элемент может содержать слой подложки и слой покрытия, расположенный на по меньшей мере части слоя подложки, причем слой покрытия содержит множество металлических наночастиц. Преимущественно слой подложки может быть образован из материала, выбранного исходя из требуемых механических свойств. Преимущественно слой покрытия может быть образован для оптимизации поверхностного плазмонного резонанса множества металлических наночастиц, когда слой покрытия подвергается воздействию света от источника света.The heating element may comprise a substrate layer and a coating layer located on at least a portion of the substrate layer, the coating layer containing a plurality of metal nanoparticles. Advantageously, the substrate layer may be formed from a material selected on the basis of the desired mechanical properties. Advantageously, the coating layer may be formed to optimize the surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles when the coating layer is exposed to light from a light source.
Слой подложки может быть образован из любого подходящего материала. Слой подложки может содержать металл. Слой подложки может содержать полимерный материал. Слой подложки может содержать керамику.The substrate layer may be formed from any suitable material. The substrate layer may contain a metal. The substrate layer may contain a polymeric material. The substrate layer may comprise a ceramic.
Слой подложки может быть электропроводным. Слой подложки может быть электроизолирующим.The substrate layer may be electrically conductive. The substrate layer may be electrically insulating.
Слой покрытия может быть обеспечен на слое подложки с применением любого подходящего способа. Слой покрытия может быть образован посредством осаждения множества металлических наночастиц на слое подложки с применением способа физического осаждения из паровой фазы.The coating layer may be provided on the substrate layer using any suitable method. The coating layer can be formed by depositing a plurality of metal nanoparticles on the substrate layer using a physical vapor deposition method.
Слой покрытия может представлять собой по существу непрерывный слой.The coating layer may be a substantially continuous layer.
Слой покрытия может содержать множество отдельных областей металлических наночастиц, при этом множество отдельных областей расположено на слое подложки на расстоянии друг от друга. Преимущественно множество отдельных областей металлических наночастиц может способствовать нагреву множества отдельных частей субстрата, образующего аэрозоль. Преимущественно множество отдельных областей металлических наночастиц может способствовать нагреву множества отдельных субстратов, образующих аэрозоль.The coating layer may contain a plurality of individual regions of metal nanoparticles, with a plurality of individual regions located on the substrate layer at a distance from each other. Advantageously, the plurality of distinct regions of the metal nanoparticles can contribute to the heating of the plurality of discrete portions of the aerosol forming substrate. Advantageously, a plurality of individual regions of the metal nanoparticles can contribute to the heating of a plurality of individual aerosol-forming substrates.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник света, выполненный с возможностью облучения множества отдельных областей металлических наночастиц. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать множество источников света, выполненных с возможностью облучения множества отдельных областей металлических наночастиц. Каждый из множества источников света может быть выполнен с возможностью облучения только одной из отдельных областей металлических наночастиц.The aerosol generating device may include a light source configured to irradiate a plurality of discrete areas of the metal nanoparticles. The aerosol generating device may comprise a plurality of light sources configured to irradiate a plurality of distinct areas of the metal nanoparticles. Each of the plurality of light sources may be configured to irradiate only one of the individual regions of the metal nanoparticles.
Нагревательный элемент может содержать электрически резистивную часть, выполненную с возможностью получения подаваемого электропитания. Во время использования за счет подачи электропитания на электрически резистивную часть можно резистивно нагревать электрически резистивную часть. Преимущественно электрически резистивная часть может обеспечивать источник тепла в дополнение к теплу, генерируемому поверхностным плазмонным резонансом множества металлических наночастиц.The heating element may include an electrically resistive portion configured to receive the supplied power. During use, by supplying power to the electrically resistive part, it is possible to resistively heat the electrically resistive part. Advantageously, the electrically resistive portion may provide a heat source in addition to the heat generated by the surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles.
Множество металлических наночастиц могут образовывать электрически резистивную часть.A plurality of metal nanoparticles may form an electrically resistive portion.
В тех вариантах осуществления, где нагревательный элемент содержит слой подложки и слой покрытия, по меньшей мере одно из слоя подложки и слоя покрытия может образовывать электрически резистивную часть. Слой подложки может содержать электрически резистивный материал. Электрически резистивный материал может содержать по меньшей мере одно из электрически резистивного металла и электрически резистивной керамики. Слой подложки может быть образован из электрически резистивного материала. Слой подложки может содержать тканый материал, причем множество нитей электрически резистивного материала образуют по меньшей мере часть тканого материала.In those embodiments where the heating element comprises a substrate layer and a coating layer, at least one of the substrate layer and the coating layer may form an electrically resistive portion. The substrate layer may comprise an electrically resistive material. The electrically resistive material may comprise at least one of an electrically resistive metal and an electrically resistive ceramic. The substrate layer may be formed from an electrically resistive material. The substrate layer may comprise a woven material, wherein the plurality of filaments of the electrically resistive material form at least a portion of the woven material.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок электропитания и контроллер, контроллер предпочтительно выполнен с возможностью обеспечения подачи электропитания от блока электропитания на электрически резистивную часть.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a power supply and a controller, the controller is preferably configured to provide power from the power supply to the electrically resistive portion.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием электрически резистивной части в дополнение к генерированию тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса множества металлических наночастиц. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с применением электрически резистивной части в качестве альтернативы генерированию тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса множества металлических наночастиц.The aerosol generating device may be configured to generate heat using the electrically resistive portion in addition to generating heat through surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles. The aerosol generating device may be configured to generate heat using an electrically resistive portion as an alternative to generating heat by surface plasmon resonance of a plurality of metal nanoparticles.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с использованием электрически резистивной части в качестве резервного варианта относительно генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса множества металлических наночастиц. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с применением электрически резистивной части в том случае, если нагрев множества металлических наночастиц посредством поверхностного плазмонного резонанса является недостаточным.The aerosol generating device may be configured to generate heat using the electrically resistive portion as a fallback to heat generation by surface plasmon resonance of the plurality of metal nanoparticles. For example, an aerosol generating device may be configured to generate heat using an electrically resistive portion if heating a plurality of metal nanoparticles by surface plasmon resonance is insufficient.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью генерирования тепла с применением электрически резистивной части в начале цикла нагрева. Другими словами, электрически резистивная часть может использоваться для генерирования тепла с целью повышения температуры нагревательного элемента до начальной рабочей температуры. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью уменьшения или завершения подачи электропитания на электрически резистивную часть, когда температура нагревательного элемента достигает начальной рабочей температуры.The aerosol generating device may be configured to generate heat using the electrically resistive portion at the beginning of the heating cycle. In other words, the electrically resistive portion can be used to generate heat to raise the temperature of the heating element to an initial operating temperature. The aerosol generating device may be configured to reduce or terminate power supply to the electrically resistive portion when the temperature of the heating element reaches the initial operating temperature.
Нагревательный элемент может содержать первую поверхность, выполненную с возможностью приема света от источника света и генерирования тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса множества металлических наночастиц. Первая поверхность может содержать множество поверхностных элементов, образующих трехмерную форму. Первая поверхность может содержать по меньшей мере одно из множества выступов и множества углублений. Первая поверхность может иметь волнообразную форму.The heating element may include a first surface configured to receive light from a light source and generate heat through surface plasmon resonance of a plurality of metal nanoparticles. The first surface may contain a plurality of surface features forming a three-dimensional shape. The first surface may include at least one of a plurality of protrusions and a plurality of depressions. The first surface may have a wave-like shape.
Преимущественно первая поверхность, содержащая множество поверхностных элементов, может увеличивать площадь поверхности первой поверхности. Преимущественно увеличение площади поверхности первой поверхности может увеличить нагрев множества металлических наночастиц посредством поверхностного плазмонного резонанса, когда свет падает на первую поверхность.Advantageously, the first surface containing a plurality of surface features may increase the surface area of the first surface. Advantageously, increasing the surface area of the first surface can increase the heating of the plurality of metal nanoparticles via surface plasmon resonance when light strikes the first surface.
В тех вариантах осуществления, где нагревательный элемент содержит слой подложки и слой покрытия, первая поверхность слоя подложки может образовывать множество поверхностных элементов, причем на первой поверхности слоя подложки предусмотрен слой покрытия для образования первой поверхности нагревательного элемента.In those embodiments where the heating element comprises a substrate layer and a coating layer, the first surface of the substrate layer may form a plurality of surface features, wherein a coating layer is provided on the first surface of the substrate layer to form the first surface of the heating element.
Нагревательный элемент может содержать вторую поверхность, выполненную с возможностью переноса тепла к субстрату, образующему аэрозоль, во время использования. Вторая поверхность может быть расположена на противоположной относительно первой поверхности стороне нагревательного элемента. В тех вариантах осуществления, где нагревательный элемент содержит слой подложки и слой покрытия, предпочтительно слой подложки содержит первую поверхность, на которой предусмотрен слой покрытия для образования первой поверхности нагревательного элемента, и вторую поверхность, образующую вторую поверхность нагревательного элемента. Предпочтительно слой подложки содержит теплопроводный материал для способствования переносу тепла от слоя покрытия ко второй поверхности нагревательного элемента.The heating element may include a second surface configured to transfer heat to the aerosol generating substrate during use. The second surface may be located on the opposite side of the first surface of the heating element. In those embodiments where the heating element comprises a substrate layer and a coating layer, preferably the substrate layer comprises a first surface on which a coating layer is provided to form the first surface of the heating element and a second surface forming the second surface of the heating element. Preferably, the substrate layer contains a thermally conductive material to facilitate heat transfer from the coating layer to the second surface of the heating element.
По меньшей мере часть нагревательного элемента может быть пористой. Преимущественно пористая часть нагревательного элемента может обеспечивать прохождение потока воздуха через нагревательный элемент.At least a portion of the heating element may be porous. The predominantly porous portion of the heating element may allow air to flow through the heating element.
По меньшей мере часть нагревательного элемента может быть образована из пористого материала. По меньшей мере часть нагревательного элемента может быть образована из тканого материала, причем между нитями тканого материала образовано множество пор.At least a portion of the heating element may be formed from a porous material. At least part of the heating element may be formed from a woven material, wherein a plurality of pores are formed between the threads of the woven material.
По меньшей мере части нагревательного элемента может быть обеспечена пористость. Например, в по меньшей мере части нагревательного элемента может быть образовано множество пор. Множество пор может быть образовано с применением любого подходящего способа. Множество пор может быть образовано с применением по меньшей мере одного из лазерной перфорации и электронно-искровой обработки.At least a portion of the heating element may be provided with porosity. For example, a plurality of pores may be formed in at least a portion of the heating element. The plurality of pores may be formed using any suitable method. A plurality of pores may be formed using at least one of laser perforation and electron spark processing.
В тех вариантах осуществления, где нагревательный элемент содержит слой подложки и слой покрытия, предпочтительно по меньшей мере часть слоя подложки является пористой.In those embodiments where the heating element comprises a substrate layer and a coating layer, preferably at least a portion of the substrate layer is porous.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать полость для размещения по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль. Полость может быть подходящей для размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. The aerosol generating device may include a cavity for receiving at least a portion of the aerosol generating substrate. The cavity may be suitable for receiving at least a portion of an aerosol generating article containing an aerosol generating substrate.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус, причем корпус по меньшей мере частично образует полость. The aerosol generating device may include a housing, the housing at least partially forming a cavity.
По меньшей мере часть нагревательного элемента может быть расположена внутри полости. По меньшей мере часть нагревательного элемента может проходить внутрь полости.At least a portion of the heating element may be located within the cavity. At least a portion of the heating element may extend into the cavity.
Нагревательный элемент может по меньшей мере частично образовывать полость таким образом, чтобы при размещении субстрата, образующего аэрозоль, внутри полости, по меньшей мере часть субстрата, образующего аэрозоль, была размещена смежно с нагревательным элементом.The heating element may at least partially form a cavity such that when the aerosol-forming substrate is placed within the cavity, at least a portion of the aerosol-forming substrate is placed adjacent to the heating element.
Преимущественно размещение по меньшей мере части нагревательного элемента внутри полости или образование по меньшей мере части полости с помощью нагревательного элемента может способствовать переносу тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль, во время использования устройства, генерирующего аэрозоль.Advantageously, placing at least part of the heating element within the cavity, or forming at least part of the cavity with the heating element, can facilitate heat transfer from the heating element to the aerosol generating substrate during use of the aerosol generating device.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать соединитель устройства для соединения с соответствующим соединителем изделия на изделии, генерирующем аэрозоль, содержащем субстрат, образующий аэрозоль. Соединитель устройства может содержать по меньшей мере одно из следующего: винтовой соединитель, штыковой соединитель и защелкивающийся соединитель.The aerosol generating device may comprise a device connector for connecting to a corresponding article connector on an aerosol generating article containing an aerosol generating substrate. The device connector may include at least one of the following: a screw connector, a bayonet connector, and a snap connector.
Предпочтительно соединитель устройства содержит канал для переноса жидкости, выполненный с возможностью приема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, от изделия, генерирующего аэрозоль, соединенного с соединителем устройства. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать элемент для перемещения жидкости, сообщающийся по текучей среде с каналом для переноса жидкости и выполненный с возможностью перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из канала для переноса жидкости и в направлении нагревательного элемента. По меньшей мере часть элемента для переноса жидкости может быть расположена внутри канала для переноса жидкости. Элемент для перемещения жидкости может содержать капиллярный фитиль.Preferably, the device connector includes a fluid transfer channel configured to receive an aerosol generating liquid substrate from an aerosol generating article connected to the device connector. The aerosol generating device may comprise a liquid transfer element in fluid communication with the liquid transfer path and configured to move the aerosol generating liquid substrate out of the liquid transfer path and towards the heating element. At least a portion of the fluid transfer element may be located within the fluid transfer channel. The fluid transfer element may include a capillary wick.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать часть для хранения и субстрат, образующий аэрозоль, расположенный внутри части для хранения. Преимущественно предоставление субстрата, образующего аэрозоль, в качестве части устройства, генерирующего аэрозоль, может быть подходящим для обеспечения компактного устройства, генерирующего аэрозоль. Преимущественно предоставление субстрата, образующего аэрозоль, в качестве части устройства, генерирующего аэрозоль, может упростить использование устройства, генерирующего аэрозоль, благодаря исключению необходимости в ношении пользователем отдельного изделия, генерирующего аэрозоль.The aerosol generating device may include a storage part and an aerosol generating substrate disposed within the storage part. Advantageously, providing an aerosol generating substrate as part of an aerosol generating device may be suitable for providing a compact aerosol generating device. Advantageously, providing an aerosol generating substrate as part of an aerosol generating device can simplify the use of the aerosol generating device by eliminating the need for the user to wear a separate aerosol generating article.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, является по меньшей мере одним из сменного и повторно заправляемого.Preferably, the aerosol generating substrate is at least one of replaceable and refillable.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердый субстрат, образующий аэрозоль. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве.The aerosol-forming substrate may comprise a solid aerosol-forming substrate. The solid substrate forming the aerosol may contain tobacco. The solid aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the substrate upon heating.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал и материал, не содержащий табака.The solid substrate forming the aerosol may contain non-tobacco material. The aerosol-forming solid substrate may comprise tobacco-containing material and non-tobacco-containing material.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.The aerosol-forming solid substrate may contain at least one aerosol-forming agent. In the context of this document, the term "aerosol generating agent" is used to describe any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promotes the formation of an aerosol. Suitable aerosol forming agents include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as propylene glycol, triethylene glycol, 1,3-butanediol, and glycerin; esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate.
Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин.Preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as propylene glycol, triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно вещество для образования аэрозоля. Альтернативно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать комбинацию двух или более веществ для образования аэрозоля.The solid aerosol-forming substrate may contain a single aerosol-forming agent. Alternatively, the aerosol-forming solid substrate may contain a combination of two or more aerosol-forming agents.
Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять более 5 процентов в пересчете на сухой вес.The aerosol-forming solid substrate may have a content of more than 5 percent, based on dry weight, to form an aerosol.
Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес.The aerosol-forming solid substrate may contain from about 5 percent to about 30 percent by dry weight.
Содержание вещества для образования аэрозоля в твердом субстрате, образующем аэрозоль, может составлять приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес.The aerosol-forming solid substrate may have a content of about 20 percent, based on dry weight, to form an aerosol.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать элемент для перемещения жидкости, выполненный с возможностью перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения и в направлении нагревательного элемента. Элемент для перемещения жидкости может содержать капиллярный фитиль.The aerosol-forming substrate may comprise a liquid aerosol-forming substrate. The aerosol generating device may include a liquid moving element configured to move the aerosol generating liquid substrate out of the storage portion and towards the heating element. The fluid transfer element may include a capillary wick.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду.The aerosol-forming liquid substrate may contain water.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать вещество для образования аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и наиболее предпочтительно глицерин или полиэтиленгликоль.The aerosol-forming liquid substrate may contain an aerosol-forming agent. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di-, or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol or polyethylene glycol.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно из никотина или табачного продукта. Дополнительно или альтернативно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другое целевое соединение для доставки пользователю. В тех вариантах осуществления, где жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин, никотин может содержаться в жидком субстрате, образующем аэрозоль, вместе с веществом для образования аэрозоля.The aerosol-forming liquid substrate may contain at least one of nicotine or a tobacco product. Additionally or alternatively, the aerosol-forming liquid substrate may contain another target compound for delivery to the user. In those embodiments where the aerosol generating liquid substrate contains nicotine, the nicotine may be contained in the aerosol generating liquid substrate along with the aerosol generating agent.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева как первого субстрата, образующего аэрозоль, так и второго субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating device may comprise a first aerosol generating substrate and a second aerosol generating substrate. Preferably, the heating element is configured to heat both the first aerosol-forming substrate and the second aerosol-forming substrate.
Первый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать источник никотина, и второй субстрат, образующий аэрозоль, может содержать источник кислоты. Во время использования нагревательный элемент может нагревать источник никотина и источник кислоты с образованием никотинсодержащего пара и пара кислоты. Пары никотина вступают в реакцию с парами кислоты в газовой фазе с образованием аэрозоля, содержащего частицы соли никотина.The first aerosol forming substrate may contain a nicotine source and the second aerosol forming substrate may contain an acid source. During use, the heating element can heat the nicotine source and the acid source to generate a nicotine-containing vapor and an acid vapor. Vapors of nicotine react with vapors of acid in the gas phase to form an aerosol containing nicotine salt particles.
Источник никотина может содержать никотин, основание никотина или соль никотина.The nicotine source may contain nicotine, a nicotine base, or a nicotine salt.
Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 50 миллиграмм. Источник никотина может содержать первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 1 миллиграмма до приблизительно 40 миллиграмм. Предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 3 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм. Более предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 6 миллиграмм до приблизительно 20 миллиграмм. Наиболее предпочтительно источник никотина содержит первый несущий материал, пропитанный никотином в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 18 миллиграмм.The nicotine source may comprise a first carrier material impregnated with nicotine in an amount of from about 1 milligram to about 50 milligrams. The nicotine source may comprise a first carrier material impregnated with nicotine in an amount of from about 1 milligram to about 40 milligrams. Preferably, the nicotine source comprises a first carrier material impregnated with about 3 milligrams to about 30 milligrams of nicotine. More preferably, the nicotine source comprises a first carrier material impregnated with about 6 milligrams to about 20 milligrams of nicotine. Most preferably, the nicotine source comprises a first carrier material impregnated with about 8 milligrams to about 18 milligrams of nicotine.
В вариантах осуществления, где первый несущий материал пропитан основанием никотина или солью никотина, приводимые в данном документе количества никотина представляют собой количество основания никотина или количество ионизированного никотина соответственно.In embodiments where the first carrier material is impregnated with nicotine base or nicotine salt, the amounts of nicotine given herein are the amount of nicotine base or the amount of ionized nicotine, respectively.
Первый несущий материал может быть пропитан жидким никотином или раствором никотина в водном или неводном растворителе.The first carrier material may be impregnated with liquid nicotine or a solution of nicotine in an aqueous or non-aqueous solvent.
Первый несущий материал может быть пропитан натуральным никотином или синтетическим никотином.The first carrier material may be impregnated with natural nicotine or synthetic nicotine.
Источник кислоты может содержать органическую кислоту или неорганическую кислоту.The acid source may contain an organic acid or an inorganic acid.
Предпочтительно источник кислоты содержит органическую кислоту, более предпочтительно карбоновую кислоту, наиболее предпочтительно альфа-кетокислоту, или 2-оксокислоту, или молочную кислоту.Preferably the acid source contains an organic acid, more preferably a carboxylic acid, most preferably an alpha-keto acid or 2-oxo acid or lactic acid.
Предпочтительно источник кислоты содержит кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксопентановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксопентановой кислоты, 4-метил-2-оксопентановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, молочной кислоты и их комбинаций. Предпочтительно источник кислоты содержит пировиноградную кислоту или молочную кислоту. Более предпочтительно источник кислоты содержит молочную кислоту.Preferably, the acid source contains an acid selected from the group consisting of 3-methyl-2-oxo-pentanoic acid, pyruvic acid, 2-oxo-pentanoic acid, 4-methyl-2-oxo-pentanoic acid, 3-methyl-2-oxo-butanoic acid, 2-oxooctanoic acid acid, lactic acid, and combinations thereof. Preferably, the acid source contains pyruvic acid or lactic acid. More preferably, the acid source contains lactic acid.
Предпочтительно источник кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный кислотой.Preferably, the acid source comprises a second support material impregnated with acid.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут быть одинаковыми или разными.The first carrier material and the second carrier material may be the same or different.
Предпочтительно первый несущий материал и второй несущий материал имеют плотность от приблизительно 0,1 грамм/кубический сантиметр до приблизительно 0,3 грамм/кубический сантиметр.Preferably, the first carrier material and the second carrier material have a density of from about 0.1 gram/cubic centimeter to about 0.3 gram/cubic centimeter.
Предпочтительно первый несущий материал и второй несущий материал имеют пористость от приблизительно 15 процентов до приблизительно 55 процентов.Preferably, the first carrier material and the second carrier material have a porosity of from about 15 percent to about 55 percent.
Первый несущий материал и второй несущий материал могут содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлозу, керамику, нержавеющую сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX®.The first carrier material and the second carrier material may comprise one or more of the following: glass, cellulose, ceramic, stainless steel, aluminum, polyethylene (PE), polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), poly(cyclohexanedimethylene terephthalate) (PCT), polybutylene terephthalate (PBT) , polytetrafluoroethylene (PTFE), expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) and BAREX ® .
Первый несущий материал служит резервуаром для никотина. Предпочтительно первый несущий материал химически инертен по отношению к никотину.The first carrier material serves as a reservoir for nicotine. Preferably, the first carrier material is chemically inert with respect to nicotine.
Второй несущий материал служит резервуаром для кислоты. Предпочтительно второй несущий материал химически инертен по отношению к кислоте.The second carrier material serves as a reservoir for the acid. Preferably the second carrier material is chemically inert to the acid.
Предпочтительно источник кислоты представляет собой источник молочной кислоты, содержащий второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 2 миллиграмм до приблизительно 60 миллиграмм.Preferably, the acid source is a lactic acid source comprising a second carrier material impregnated with lactic acid in an amount of from about 2 milligrams to about 60 milligrams.
Предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 5 миллиграмм до приблизительно 50 миллиграмм. Более предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 8 миллиграмм до приблизительно 40 миллиграмм. Наиболее предпочтительно источник молочной кислоты содержит второй несущий материал, пропитанный молочной кислотой в количестве от приблизительно 10 миллиграмм до приблизительно 30 миллиграмм.Preferably, the source of lactic acid contains a second carrier material impregnated with lactic acid in an amount of from about 5 milligrams to about 50 milligrams. More preferably, the source of lactic acid contains a second carrier material impregnated with lactic acid in an amount of from about 8 milligrams to about 40 milligrams. Most preferably, the source of lactic acid contains a second carrier material impregnated with lactic acid in an amount of from about 10 milligrams to about 30 milligrams.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит впускное отверстие для потока воздуха и выпускное отверстие для потока воздуха, сообщающееся по текучей среде с впускным отверстием для потока воздуха. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере один канал для потока воздуха, обеспечивающий сообщение по текучей среде между впускным отверстием для потока воздуха и выпускным отверстием для потока воздуха. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено таким образом, что во время использования аэрозоль, генерируемый в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль, нагревательным элементом, размещается внутри по меньшей мере одного канала для потока воздуха. Предпочтительно по меньшей мере часть нагревательного элемента расположена внутри по меньшей мере одного канала для потока воздуха. В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость для размещения по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль, полость может образовывать по меньшей мере часть по меньшей мере одного канала для потока воздуха.Preferably, the aerosol generating device comprises an airflow inlet and an airflow outlet in fluid communication with the airflow inlet. Preferably, the aerosol generating device comprises at least one air flow passage providing fluid communication between the air flow inlet and the air flow outlet. Preferably, the aerosol generating device is configured such that, during use, the aerosol generated by heating the aerosol-generating substrate by the heating element is housed within the at least one air flow passage. Preferably, at least part of the heating element is located within at least one air flow channel. In those embodiments where the aerosol generating device comprises a cavity for receiving at least a portion of the aerosol generating substrate, the cavity may define at least a portion of at least one airflow channel.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать датчик потока воздуха, выполненный с возможностью обнаружения потока воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль. Во время использования поток воздуха через устройство может указывать на осуществление пользователем затяжки на устройстве, генерирующем аэрозоль. В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит по меньшей мере один источник света, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью подачи электропитания на по меньшей мере один источник света, когда датчик потока воздуха обнаруживает поток воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль. Преимущественно подача электропитания на по меньшей мере один источник света, когда датчик потока воздуха обнаруживает поток воздуха через устройство, может нагревать нагревательный элемент только тогда, когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль. Преимущественно при нагреве нагревательного элемента только тогда, когда пользователь осуществляет затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, можно генерировать аэрозоль из субстрата, образующего аэрозоль, только при необходимости.The aerosol generating device may include an air flow sensor configured to detect air flow through the aerosol generating device. During use, airflow through the device may indicate that the user is puffing on the aerosol generating device. In embodiments where the aerosol generating device comprises at least one light source, the aerosol generating device may be configured to energize the at least one light source when an air flow sensor detects air flow through the aerosol generating device. spray can. Advantageously, energizing the at least one light source when the airflow sensor detects airflow through the device can heat the heating element only when the user takes a puff on the aerosol generating device. Advantageously, by heating the heating element only when the user puffs on the aerosol generating device, an aerosol can be generated from the aerosol generating substrate only when needed.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в данном документе. Система, генерирующая аэрозоль, также содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, при этом устройство, генерирующее аэрозоль, выполнено с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль.According to a second aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising an aerosol generating device according to the first aspect of the present invention, in accordance with any of the embodiments described herein. The aerosol generating system also comprises an aerosol generating article comprising an aerosol generating substrate, wherein the aerosol generating device is configured to accommodate at least a portion of the aerosol generating article.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать любой из субстратов, образующих аэрозоль, описанных в данном документе в отношении первого аспекта настоящего изобретения.An aerosol generating article may contain any of the aerosol generating substrates described herein in relation to the first aspect of the present invention.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость, предпочтительно полость выполнена с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a cavity, preferably the cavity is configured to receive at least a portion of the aerosol generating article.
В тех вариантах осуществления, где устройство, генерирующее аэрозоль, содержит соединитель устройства, предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, содержит соединитель изделия, выполненный с возможностью соединения с соединителем устройства. Соединитель изделия может содержать по меньшей мере одно из следующего: винтовой соединитель, штыковой соединитель и защелкивающийся соединитель.In those embodiments where the aerosol generating device comprises a device connector, preferably the aerosol generating article comprises an article connector operable to connect to the device connector. The product connector may include at least one of the following: a screw connector, a bayonet connector, and a snap connector.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус изделия, при этом субстрат, образующий аэрозоль, расположен внутри корпуса изделия. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее корпус изделия, может также называться картриджем.An aerosol generating article may comprise an article body, with the aerosol generating substrate located within the article body. An aerosol generating article containing a body of the article may also be referred to as a cartridge.
Предпочтительно корпус изделия образует впускное отверстие для воздуха изделия и выпускное отверстие для воздуха изделия, при этом субстрат, образующий аэрозоль, сообщается по текучей среде с впускным отверстием для воздуха изделия и выпускным отверстием для воздуха изделия.Preferably, the article body defines an article air inlet and an article air outlet, wherein the aerosol generating substrate is in fluid communication with the article air inlet and the article air outlet.
Корпус изделия может образовывать полость нагревателя, причем по меньшей мере часть нагревательного элемента размещена внутри полости нагревателя, когда устройство, генерирующее аэрозоль, вмещает изделие, генерирующее аэрозоль.The body of the article may define a heater cavity, with at least a portion of the heating element positioned within the heater cavity when the aerosol generating device accommodates the aerosol generating article.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать обертку, обернутую вокруг по меньшей мере части субстрата, образующего аэрозоль. Изделия, генерирующие аэрозоль, содержащие обертку, могут быть особенно подходящими для вариантов осуществления, в которых субстрат, образующий аэрозоль, содержит твердый субстрат, образующий аэрозоль. Обертка может представлять собой бумажную обертку.The aerosol generating article may include a wrapper wrapped around at least a portion of the aerosol generating substrate. Aerosol generating articles containing a wrapper may be particularly suitable for embodiments in which the aerosol generating substrate comprises a solid aerosol generating substrate. The wrapper may be a paper wrapper.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 13 миллиметров.The aerosol generating article may have an overall length of from about 30 millimeters to about 100 millimeters. The aerosol generating article may have an outer diameter of from about 5 millimeters to about 13 millimeters.
Изделия, генерирующие аэрозоль, могут содержать мундштук, расположенный ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Мундштук может быть размещен на расположенном ниже по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Мундштук может представлять собой ацетилцеллюлозный табачный штранг. Мундштук предпочтительно имеет длину приблизительно 7 миллиметров, но он может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. Aerosol generating articles may include a mouthpiece located downstream of the aerosol generating substrate. The mouthpiece may be placed at the downstream end of the aerosol generating article. The mouthpiece may be a cellulose acetate tobacco rod. The mouthpiece preferably has a length of about 7 millimeters, but it may have a length of from about 5 millimeters to about 10 millimeters.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров.The aerosol generating article may have a diameter of from about 5 millimeters to about 12 millimeters.
В предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину от приблизительно 40 миллиметров до приблизительно 50 миллиметров. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, имеет внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.In a preferred embodiment, the aerosol generating article has an overall length of from about 40 millimeters to about 50 millimeters. Preferably, the aerosol generating article has an overall length of approximately 45 millimeters. Preferably, the aerosol generating article has an outer diameter of approximately 7.2 millimeters.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:The present invention will now be described solely by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
на фиг. 1 показан вид в разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 1 is a sectional view of an aerosol generating device according to a first embodiment of the present invention;
на фиг. 2 показан вид в разрезе устройства, генерирующего аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 2 is a sectional view of an aerosol generating device according to a second embodiment of the present invention;
на фиг. 3 и 4 показан вид в перспективе устройства, генерирующего аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;in fig. 3 and 4 are perspective views of an aerosol generating device according to a third embodiment of the present invention;
на фиг. 5 показан вид в разрезе секции, генерирующей аэрозоль, и мундштука устройства, генерирующего аэрозоль, по фиг. 3 и 4;in fig. 5 is a sectional view of the aerosol generating section and the mouthpiece of the aerosol generating device of FIG. 3 and 4;
на фиг. 6 показан увеличенный вид в разрезе полости устройства секции, генерирующей аэрозоль, по фиг. 5;in fig. 6 is an enlarged sectional view of the cavity of the device of the aerosol generating section of FIG. 5;
на фиг. 7 показан вид в перспективе первого нагревательного элемента секции, генерирующей аэрозоль, по фиг. 6;in fig. 7 is a perspective view of the first heating element of the aerosol generating section of FIG. 6;
на фиг. 8 показан вид в разрезе части плоской нагревательной части нагревательного элемента по фиг. 7;in fig. 8 is a sectional view of a portion of the flat heating portion of the heating element of FIG. 7;
на фиг. 9 показан вид в разрезе, на котором показана альтернативная конфигурация секции, генерирующей аэрозоль, устройства, генерирующего аэрозоль, по фиг. 3 и 4;in fig. 9 is a sectional view showing an alternative configuration of the aerosol generating section of the aerosol generating device of FIG. 3 and 4;
на фиг. 10 показан развернутый вид в перспективе изделия, генерирующего аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, по фиг. 3 и 4;in fig. 10 is an exploded perspective view of an aerosol generating article for use with the aerosol generating device of FIG. 3 and 4;
на фиг. 11 показан вид сверху изделия, генерирующего аэрозоль, по фиг. 10;in fig. 11 is a plan view of the aerosol generating article of FIG. ten;
на фиг. 12 показан вид сверху альтернативного изделия, генерирующего аэрозоль;in fig. 12 is a plan view of an alternative aerosol generating article;
на фиг. 13 показан вид в разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, вместе с устройством, генерирующим аэрозоль, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, в разобранном состоянии; in fig. 13 is a sectional view of an aerosol generating article, together with an aerosol generating device according to a fourth embodiment of the present invention, in an exploded state;
на фиг. 14 показан вид в разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, и устройства, генерирующего аэрозоль, по фиг. 13, в собранном состоянии; иin fig. 14 is a sectional view of the aerosol generating article and the aerosol generating device of FIG. 13, in the assembled state; and
на фиг. 15 показан вид в разрезе нагревательного элемента по фиг. 13 и 14.in fig. 15 is a sectional view of the heating element of FIG. 13 and 14.
На фиг. 1 показан вид в разрезе устройства 10, генерирующего аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 12, образующий полость 14 устройства для размещения субстрата 16, образующего аэрозоль, содержащего табачный штранг. Субстрат 16, образующий аэрозоль, может образовывать часть устройства 10, генерирующего аэрозоль, и устройство 10, генерирующее аэрозоль, может быть утилизировано после того, как субстрат 16, образующий аэрозоль, был израсходован. В качестве альтернативы, по меньшей мере две части корпуса 12 могут быть отделены друг от друга для обеспечения возможности доступа к полости 14 устройства для замены субстрата 16, образующего аэрозоль.In FIG. 1 is a sectional view of an
Устройство 10, генерирующее аэрозоль, также содержит нагревательный элемент 18, проходящий через конец полости 14 устройства, при этом нагревательный элемент 18 содержит множество металлических наночастиц. Источник 20 света, содержащий светоизлучающий диод, расположен внутри корпуса 12 и выполнен с возможностью облучения нагревательного элемента 18. Контроллер 22 и блок 24 питания, содержащий батарею, также расположены внутри корпуса 12. Контроллер 22 выполнен с возможностью управления подачей электропитания от блока 24 питания на источник 20 света.The
Устройство 10, генерирующее аэрозоль, также содержит впускное отверстие 26 для потока воздуха, образованное корпусом 12 на расположенном выше по потоку конце полости 14 устройства, и фильтр 28, сообщающийся по текучей среде с расположенным ниже по потоку концом полости 14 устройства. Расположенный ниже по потоку конец фильтра 28 образует выпускное отверстие 30 для потока воздуха.The
Во время использования контроллер 22 подает электропитание от блока 24 питания на источник 20 света для облучения нагревательного элемента 18. Облучение нагревательного элемента 18 приводит к нагреву нагревательного элемента 18 посредством поверхностного плазмонного резонанса металлических наночастиц. Тепло от нагревательного элемента 18 нагревает субстрат 16, образующий аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Когда пользователь осуществляет затяжку на фильтре 28, поток воздуха поступает в полость 14 устройства через впускное отверстие 26 для потока воздуха. Аэрозоль, генерируемый нагревом субстрата 16, образующего аэрозоль, увлекается внутрь потока воздуха через полость 14 устройства. Поток воздуха, содержащий генерируемый аэрозоль, вытекает из полости 14 устройства через фильтр 28 и выпускное отверстие 30 для потока воздуха, где он вдыхается пользователем.During use, the
На фиг. 2 показан вид в разрезе устройства 100, генерирующего аэрозоль, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 100, генерирующее аэрозоль, подобно устройству 10, генерирующему аэрозоль, показанному на фиг. 1, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.In FIG. 2 is a sectional view of an
Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит кольцевой источник 120 света, расположенный внутри полости 14 устройства и проходящий вокруг кольцевого нагревательного элемента 118, содержащего множество металлических наночастиц. Субстрат 16, образующий аэрозоль, содержащий табачный штранг, размещен внутри кольцевого нагревательного элемента 118.The
Во время использования контроллер 22 подает электропитание от блока 24 питания на кольцевой источник 120 света для облучения кольцевого нагревательного элемента 118. Облучение кольцевого нагревательного элемента 118 приводит к нагреву кольцевого нагревательного элемента 118 посредством поверхностного плазмонного резонанса металлических наночастиц. Тепло от кольцевого нагревательного элемента 118 нагревает субстрат 16, образующий аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Когда пользователь осуществляет затяжку на фильтре 28, поток воздуха поступает в полость 14 устройства через впускное отверстие 26 для потока воздуха и протекает через субстрат 16, образующий аэрозоль. Аэрозоль, генерируемый нагревом субстрата 16, образующего аэрозоль, увлекается внутрь потока воздуха через субстрат 16, образующий аэрозоль. Поток воздуха, содержащий генерируемый аэрозоль, вытекает наружу из субстрата 16, образующего аэрозоль, через фильтр 28 и выпускное отверстие 30 для потока воздуха, где он вдыхается пользователем.During use, the
На фиг. 3 и 4 показан вид в перспективе устройства 210, генерирующего аэрозоль, согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 210, генерирующее аэрозоль, содержит секцию 212 подачи питания, секцию 214, генерирующую аэрозоль, и мундштук 216.In FIG. 3 and 4 show a perspective view of an
Секция 212 подачи питания содержит блок питания для подачи электропитания на компоненты секции 214, генерирующей аэрозоль. Секция 214, генерирующая аэрозоль, содержит соединитель 218 для размещения секции 212 подачи питания, при этом соединитель 218 содержит электрический соединитель 220 для передачи электропитания от секции 212 подачи питания на секцию 214, генерирующую аэрозоль.The
Секция 214, генерирующая аэрозоль, содержит нажимную кнопку 222 для предоставления пользователю возможности включать и выключать устройство 210, генерирующее аэрозоль, и электронный дисплей 224 для предоставления пользователю визуальной обратной связи. Устройство 210, генерирующее аэрозоль, также содержит корпус 225, образующий полость 226 устройства в секции 214, генерирующей аэрозоль, при этом полость 226 устройства предназначена для размещения изделия 228, генерирующего аэрозоль. Во время использования изделие 228, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 226 устройства, так что устройство 210, генерирующее аэрозоль, и изделие 228, генерирующее аэрозоль, вместе образуют систему, генерирующую аэрозоль.The
На фиг. 5 показан вид в разрезе секции 214, генерирующей аэрозоль, и мундштука 216. Секция 214, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит контроллер 229, выполненный с возможностью подачи электропитания от секции 212 подачи питания на компоненты внутри секции 214, генерирующей аэрозоль. Секция 214, генерирующая аэрозоль, также содержит два впускных отверстия 230 для потока воздуха и выпускное отверстие 232 для потока воздуха, сообщающиеся по текучей среде друг с другом через полость 226 устройства. Во время использования аэрозоль, генерируемый в полости 226 устройства, увлекается внутрь потока воздуха через полость 226 устройства и выходит из полости 226 устройства через выпускное отверстие 232 для потока воздуха. Канал 234 для потока воздуха в секции 214, генерирующей аэрозоль, переносит поток воздуха от выпускного отверстия 232 для потока воздуха в смесительные камеры 236 внутри мундштука 216. Поток воздуха из смесительных камер 236 выходит из мундштука 216 через выпускное отверстие 238 мундштука для доставки пользователю.In FIG. 5 shows a sectional view of the
На фиг. 6 показан увеличенный вид в поперечном сечении полости 226 устройства. Внутри полости 226 устройства расположен первый источник 240 света, второй источник 242 света, первый нагревательный элемент 244 и второй нагревательный элемент 246. Когда изделие 228, генерирующее аэрозоль, размещено внутри паза 247 внутри полости 226 устройства, изделие 228, генерирующее аэрозоль, расположено между первым и вторым нагревательными элементами 244, 246. Каждый из первого и второго источников 240, 242 света содержит светоизлучающий диод 248 и устройство 250 для рассеивания, лежащее поверх поверхности светоизлучающего диода 248.In FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional view of the
На фиг. 7 показан вид в перспективе первого нагревательного элемента 244. Хотя подробно описан лишь первый нагревательный элемент 244, следует понимать, что второй нагревательный элемент 246 идентичен первому нагревательному элементу 244 в варианте осуществления, показанном на фиг. 6.In FIG. 7 shows a perspective view of the
Первый нагревательный элемент 244 содержит плоскую нагревательную часть 252 и опорную часть 254 в виде опорной юбки, проходящей вокруг периферии плоской нагревательной части 252. Опорная часть 254 содержит крепежную часть 256, которая размещена внутри корпуса 225 устройства 210, генерирующего аэрозоль, для закрепления первого нагревательного элемента 244 внутри полости 225 устройства.The
На фиг. 8 показан вид в разрезе через часть плоской нагревательной части 252. Плоская нагревательная часть 252 содержит слой 258 подложки, теплопроводный слой 260, расположенный на первой поверхности слоя 258 подложки, и слой 262 покрытия, расположенный на второй поверхности слоя 258 подложки. Слой 262 покрытия содержит множество металлических наночастиц. Первый нагревательный элемент 244 расположен таким образом, что слой 262 покрытия обращен к первому источнику 240 света. Во время использования металлические наночастицы слоя 262 покрытия принимают свет от первого источника 240 света и генерируют тепло посредством поверхностного плазмонного резонанса. Теплопроводный слой 260 способствует передаче тепла, генерируемого слоем 262 покрытия, на изделие 228, генерирующее аэрозоль, размещенное в полости 226 устройства. Следует понимать, что конструкция и функция второго нагревательного элемента 246 и второго источника 242 света идентичны описанной конструкции и функции первого нагревательного элемента 244 и первого источника 240 света.In FIG. 8 shows a sectional view through a portion of the
Плоская нагревательная часть 252 также содержит множество пор 264, которые обеспечивают возможность протекания воздуха через плоскую нагревательную часть 252. Таким образом, как показано на фиг. 5 и 6, во время использования поток воздуха поступает в устройство 210, генерирующее аэрозоль, через впускные отверстия 230 для потока воздуха, протекает через плоскую нагревательную часть 252 первого нагревательного элемента 244, через изделие 228, генерирующее аэрозоль, через плоскую нагревательную часть второго нагревательного элемента 246 и выходит из полости 226 устройства через выпускное отверстие 232 для потока воздуха. Аэрозоль, генерируемый нагревом изделия 228, генерирующего аэрозоль, посредством первого и второго нагревательных элементов 244, 246, увлекается потоком воздуха при его протекании через изделие 228, генерирующее аэрозоль. В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, опорные части 254 первого и второго нагревательных элементов 244, 246 являются непористыми, чтобы направлять поток воздуха через плоские нагревательные части 252.The
На фиг. 9 показана альтернативная компоновка секции 212, генерирующей аэрозоль, устройства 210, генерирующего аэрозоль. Альтернативная компоновка, показанная на фиг. 9, подобна компоновке, показанной на фиг. 6, и одинаковые ссылочные номера используются для обозначения одинаковых частей.In FIG. 9 shows an alternative arrangement of the
Альтернативная компоновка, показанная на фиг. 9, отличается отсутствием впускных отверстий, специально предназначенных для потока воздуха, ведущих в полость 226 устройства. Вместо этого открытый конец 266 полости 226 устройства, через который может быть вставлено изделие 228, генерирующее аэрозоль, в полость 226 устройства, функционирует как впускное отверстие для потока воздуха. В результате отличающегося расположения впускного отверстия для потока воздуха первый нагревательный элемент 244 содержит опорную часть 354, являющуюся пористой. Пористая опорная часть 354 позволяет потоку воздуха, поступающему в полость 226 устройства, протекать в пространство между первым источником 240 света и первым нагревательным элементом 244, так что поток воздуха может протекать через плоские нагревательные части 252 первого и второго нагревательных элементов 244, 246 и изделие 228, генерирующее аэрозоль, таким же образом, как описано со ссылкой на фиг. 6.An alternative arrangement shown in FIG. 9 is characterized by the absence of air inlet openings dedicated to air flow leading into the
На фиг. 10 и 11 показано изделие 270, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством 210, генерирующим аэрозоль. Изделие 270, генерирующее аэрозоль, содержит базовый слой 272, образующий полость 274 субстрата, проходящую через базовый слой 272. Субстрат 276, образующий аэрозоль, содержащий табак, расположен внутри полости 274 субстрата. Первый пористый покровный слой 278 лежит поверх первой стороны базового слоя 272, а второй пористый покровный слой 280 лежит поверх второй стороны базового слоя 272. Первый и второй пористые покровные слои 278, 280 прикреплены к базовому слою 272 таким образом, что субстрат 276, образующий аэрозоль, расположен между первым и вторым пористыми покровными слоями 278, 280 и удерживается внутри полости 274 субстрата. Во время использования изделия 270, генерирующего аэрозоль, с устройством 210, генерирующим аэрозоль, первый и второй нагревательные элементы 244, 246 нагревают субстрат 276, образующий аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Поток воздуха от плоской нагревательной части 252 первого нагревательного элемента 244 к плоской нагревательной части второго нагревательного элемента 246 протекает через первый и второй пористые покровные слои 278, 280 и через субстрат 276, образующий аэрозоль, для захвата генерируемого аэрозоля внутрь потока воздуха.In FIG. 10 and 11 show an
На фиг. 12 показано альтернативное изделие 370, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством 210, генерирующим аэрозоль. Альтернативное изделие 370, генерирующее аэрозоль, подобно изделию 270, генерирующему аэрозоль, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых частей.In FIG. 12 shows an alternative
Изделие 370, генерирующее аэрозоль, содержит базовый слой 272, образующий множество полостей 274 субстрата. Первый субстрат 376, образующий аэрозоль, содержит ароматизатор, расположенный внутри полости 274 первого субстрата. Второй субстрат 377, образующий аэрозоль, содержащий никотинсодержащую жидкость, обеспеченную на несущем материале, расположен внутри полости 274 второго субстрата. Третий субстрат 379, образующий аэрозоль, содержащий вещество для образования аэрозоля, расположен внутри полости 274 третьего субстрата. Во время использования аэрозоль, генерируемый первым, вторым и третьим субстратами 376, 377, 379, образующими аэрозоль, увлекается внутрь потока воздуха, протекающего через изделие 370, генерирующее аэрозоль. Разные аэрозоли смешиваются вместе внутри выпускного отверстия 232 для потока воздуха, канала 234 для потока воздуха и смесительных камер 236 для доставки пользователю в качестве объединенного аэрозоля.
Преимущественно генерирование тепла посредством поверхностного плазмонного резонанса может обеспечивать более локализованный нагрев по сравнению с другими способами генерирования тепла, такими как резистивный нагрев. Таким образом, преимущественно устройство 210, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью обеспечения локализованного и выборочного нагрева первого, второго и третьего субстратов 376, 377, 379, образующих аэрозоль. Например, устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено таким образом, что по меньшей мере один из первого источника 240 света и второго источника 242 света содержит массив светодиодов. Один или более первых светодиодов массива светодиодов могут соответствовать первой области плоской нагревательной части 252, соответствующей первому субстрату 376, образующему аэрозоль. Один или более вторых светодиодов массива светодиодов могут соответствовать второй области плоской нагревательной части 252, соответствующей второму субстрату 377, образующему аэрозоль. Один или более третьих светодиодов массива светодиодов могут соответствовать третьей области плоской нагревательной части 252, соответствующей третьему субстрату 379, образующему аэрозоль. Контроллер 229 может быть выполнен с возможностью выборочной подачи питания на первые светодиоды, вторые светодиоды, третьи светодиоды и их сочетания в ответ на пользовательский ввод, принятый с устройства ввода пользователя, такого как нажимная кнопка 222. С помощью нажимной кнопки 222 пользователь может изменять соотношение аэрозолизированных первого, второго и третьего субстратов 376, 377, 379, образующих аэрозоль. В ответ на пользовательский ввод контроллер 229 может изменять общую светоотдачу для каждого из первого, второго и третьего светодиодов для обеспечения требуемого нагрева первого, второго и третьего субстратов 376, 377, 379, образующих аэрозоль, которые генерируют аэрозоль в желаемом соотношении. Преимущественно, поскольку нагрев посредством поверхностного плазмонного резонанса является быстрым по сравнению с другими механизмами нагрева, такими как резистивный нагрев, устройство 210, генерирующее аэрозоль, может модифицировать сгенерированный аэрозоль в реальном времени в ответ на пользовательские вводы.Advantageously, heat generation via surface plasmon resonance can provide more localized heating compared to other heat generation methods such as resistive heating. Thus, advantageously, the
Например, пользователь может использовать нажимную кнопку 222, чтобы запросить повышенное количество ароматизатора в доставляемом аэрозоле. В ответ контроллер 229 может увеличивать подачу питания на первые светодиоды для увеличения нагрева первой области плоской нагревательной части 252, что увеличивает нагрев первого субстрата 376, образующего аэрозоль.For example, the user may use
В другом примере пользователь может использовать нажимную кнопку 222, чтобы запросить уменьшенное количество ароматизатора и увеличенное количество никотина. В ответ контроллер 229 может уменьшить подачу питания на первые светодиоды для уменьшения нагрева первой области плоской нагревательной части 252 и уменьшения нагрева первого субстрата 376, образующего аэрозоль, и увеличить подачу питания на вторые светодиоды для увеличения нагрева второй области плоской нагревательной части 252 и увеличения нагрева второго субстрата 377, образующего аэрозоль.In another example, the user may use
Для упрощения взаимодействия пользователя с устройством 210, генерирующим аэрозоль, нажимная кнопка 222 может быть дополнена или заменена другим типом пользовательского устройства ввода, таким как сенсорный экран.To facilitate user interaction with
Как можно видеть на фиг. 13, устройство 400, генерирующее аэрозоль, согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения содержит основную часть 410 и нагревательный элемент 420. Основная часть 410 имеет полость 440, расположенную на одном конце. Полость 440 выполнена с возможностью размещения нагревательного элемента 420 и изделия 430, генерирующего аэрозоль, которое содержит по существу цилиндрический субстрат 432, образующий аэрозоль.As can be seen in FIG. 13, the
Полость имеет цилиндрическую боковую стенку 442, проходящую от отверстия 443 на наружной поверхности основного корпуса 410 устройства 400 к стенке 444 основания полости. Вокруг периферии стенки 444 основания полости также выполнено отверстие. Это может позволить аэрозолю течь к выпускному отверстию 464 для воздуха устройства вдоль прохода 466. Выпускное отверстие 464 предоставлено на мундштуке 412 устройства. The cavity has a
Стенка 444 основания полости дополнительно содержит источник 450 света устройства в виде множества светоизлучающих диодов (светодиодов). Источник 450 света устройства выполнен с возможностью получения электропитания от источника 470 питания в виде литий-ионной батареи внутри основной части 410. Внутри основной части 410 устройства также предусмотрен контроллер 480 для управления подачей электропитания на источник 450 света. The
Как лучше всего видно на фиг. 15, нагревательный элемент 420 содержит удлиненную часть 422, имеющую первый конец 423a и второй конец 423b, причем по существу цилиндрическая стенка 424 проходит от первого конца 423a ко второму концу 423b. Стенка 424 удлиненной части 422 образует световую камеру 425 внутри нагревательного элемента 420. Световая камера 425 может принимать окружающий свет на первом конце световой камеры 425 через первый оптический элемент 427 на первом конце световой камеры и оптический компонент 428, присоединенный к первому концу 423a удлиненной части 422 и проходящий от него. As best seen in FIG. 15, the
Оптический компонент 428 имеет форму луковицеобразной структуры, содержащей стекло. Оптический компонент 428 функционирует таким образом, чтобы увеличивать количество окружающего света, принимаемого через первый конец 423a удлиненной части 422.
Первый оптический элемент 427 обеспечивает одностороннюю светопропускаемость, в том смысле, что он позволяет окружающему свету проходить в световую камеру 425 через первый конец 423a, но не допускает выхода света из световой камеры 425 через первый конец посредством отражения или поглощения. В частности, первый оптический элемент 427 может представлять собой стеклянную подложку, имеющую металлическое покрытие, которое отражает любой свет, падающий на поверхность элемента 427, обращенную к световой камере 425. The first
Второй конец 423b нагревательного элемента открыт или снабжен прозрачной поперечной стенкой, так что свет может поступать в световую камеру 425 через второй конец 423b. Как будет более подробно пояснено ниже со ссылкой на фиг. 14, такой свет может исходить от источника 450 света устройства в основной части 410 устройства, когда нагревательный элемент 420 вставлен в полость 440.The
Внутренняя поверхность стенки 424 удлиненной части 422 нагревательного элемента 420 содержит одну или более частей, имеющих покрытие, содержащее множество металлических наночастиц. Когда свет падает на множество металлических наночастиц, посредством поверхностного плазмонного резонанса металлических наночастиц генерируется тепло. Такое тепло может использоваться для нагрева субстрата 432, образующего аэрозоль, изделия 430, генерирующего аэрозоль, когда нагревательный элемент 420 размещен смежно с изделием 430.The inner surface of the
Световая камера 425 нагревательного элемента 420 содержит второй оптический элемент 426, который в первом варианте осуществления имеет форму структуры конической формы, имеющую свой самый широкий конец на втором конце 423b удлиненной части 422. Второй оптический элемент выполнен с возможностью перенаправления света в направлении внутренней поверхности стенки 424 и, более конкретно, в направлении множества металлических наночастиц на стенке 424. Второй оптический элемент 426 разделяет световую камеру 425 на две секции: первую секцию и вторую секцию. На втором оптическом элементе 426 обеспечено отражающее покрытие таким образом, что окружающий свет, принимаемый через первый конец 423a и падающий на оптический элемент 426, отражается в направлении внутренней поверхности стенки 424. Это способствует обеспечению того, что свет, принимаемый через первый конец 423a световой камеры, не теряется через второй конец световой камеры. Кроме того, свет, принимаемый через второй конец 423b световой камеры 425, может проходить через второй оптический элемент 426 в первую секцию оптической камеры 425 и предпочтительно отклоняется в направлении внутренней поверхности стенки 424 благодаря конической форме второго оптического элемента 426. Когда свет находится в первой секции световой камеры 425, по существу предотвращается его выход из первой секции световой камеры 425 благодаря отражающему покрытию на первом оптическом элементе 427 и отражающему покрытию на втором оптическом элементе 426. Это способствует увеличению количества света, получаемого множеством металлических наночастиц на внутренней поверхности стенки 424.The
Нагревательный элемент 420 также содержит фланец 429, проходящий в боковом направлении от первого конца удлиненной части 422. Как показано на фиг. 14, фланец выполнен с возможностью закрывания периферийного участка отверстия 443 полости 440, когда нагревательный элемент 420 расположен внутри полости 440. Фланец содержит одно или несколько отверстий, которые выполняют функцию впускных отверстий 462 для воздуха. Они позволяют воздуху течь в полость 440 при использовании устройства 400. The
Как лучше всего видно на фиг. 14, когда устройство 400 должно использоваться, нагревательный элемент 420 вставлен в полость 440 основной части 410. Вокруг внешней стороны нагревательного элемента 420 расположено изделие 430, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат 432, образующий аэрозоль. Второй конец 423b удлиненной части 422 упирается в основание 444 полости 440, и фланец 429 лежит поверх кромки корпуса основной части 410, причем эта кромка образует отверстие 443 полости 444. Источник 450 света устройства выполнен с возможностью излучения света в световую камеру 425 посредством второго конца 423b удлиненной части 422 нагревательного элемента 420. В собранном состоянии, показанном на фиг. 14, путь потока воздуха проходит от впускного отверстия 462 для воздуха во фланце 429 нагревательного элемента 420 к выпускному отверстию 464 для воздуха в мундштуке 412 основной части 410 устройства. Путь потока воздуха проходит: от впускного отверстия 462 для воздуха; вдоль кольцевого пространства, образованного между наружной поверхностью стенки 424 удлиненной части 420 и внутренней поверхностью боковой стенки 442 полости; через отверстие 446 в стенке 444 основания полости 440 и вдоль прохода 466, который содержит часть 465 Вентури, пока он не достигнет выпускного отверстия 464 для воздуха. As best seen in FIG. 14, when the
Субстрат 432, образующий аэрозоль, изделия 430, генерирующего аэрозоль, может нагреваться стенкой 424 нагревательного элемента 420, так что аэрозоль образуется, когда воздух проходит через пространство, в котором расположено изделие 430, генерирующее аэрозоль. Тепло может создаваться на стенке 424 нагревательного элемента 420 посредством поверхностного плазмонного резонанса, который возникает, когда свет падает на множество металлических наночастиц, расположенных на внутренней поверхности стенки 424. Тепло может генерироваться исключительно посредством окружающего света, получаемого через первый конец нагревательного элемента 420. В качестве альтернативы, тепло может генерироваться посредством сочетания окружающего света, принимаемого через первый конец нагревательного элемента 420, и света, принимаемого от источника 450 света устройства через второй конец нагревательного элемента 420. Свет от источника 450 света может быть включен контроллером 480, подающим команду блоку 470 электропитания на подачу электропитания на источник 450 света.The
Claims (26)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18151495 | 2018-01-12 | ||
| EP18151495.1 | 2018-01-12 | ||
| PCT/EP2019/050659 WO2019138055A1 (en) | 2018-01-12 | 2019-01-11 | An aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020124964A RU2020124964A (en) | 2022-02-14 |
| RU2775532C2 true RU2775532C2 (en) | 2022-07-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104522892A (en) * | 2015-01-14 | 2015-04-22 | 深圳市百康光电有限公司 | Light heating electronic cigarette |
| WO2016184783A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article and apparatus for generating an aerosol |
| RU2629878C1 (en) * | 2013-09-30 | 2017-09-04 | Джапан Тобакко Инк. | Non-inflammatory aromatic inhaler |
| WO2017186944A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article, apparatus and method of heating a smokable material |
| RU2635970C2 (en) * | 2012-02-22 | 2017-11-17 | Олтриа Клайент Сервисиз Инк. | Electronic smoking product and improved heating element |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635970C2 (en) * | 2012-02-22 | 2017-11-17 | Олтриа Клайент Сервисиз Инк. | Electronic smoking product and improved heating element |
| RU2629878C1 (en) * | 2013-09-30 | 2017-09-04 | Джапан Тобакко Инк. | Non-inflammatory aromatic inhaler |
| CN104522892A (en) * | 2015-01-14 | 2015-04-22 | 深圳市百康光电有限公司 | Light heating electronic cigarette |
| WO2016184783A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article and apparatus for generating an aerosol |
| WO2017186944A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | British American Tobacco (Investments) Limited | Article, apparatus and method of heating a smokable material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11896052B2 (en) | Aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element | |
| WO2019138076A1 (en) | An aerosol-generating device comprising an ultrasonic transducer | |
| EP3737249B1 (en) | Aerosol-generating device comprising multiple sensors | |
| JP6955513B2 (en) | Laser aerosol generator | |
| RU2720955C2 (en) | Product for inhalation medium generation and smoking material heating method | |
| CN107920595B (en) | Electronic smoking device and atomizer | |
| WO2019138053A1 (en) | An aerosol-generating device comprising a plasmonic heating element having a planar heating portion | |
| US20150351456A1 (en) | Electronic cigarette | |
| WO2019138045A1 (en) | Aerosol-generating device comprising an elongate heating element | |
| EP3075270A1 (en) | Atomizer and atomizer/liquid reservoir portion for electronic smoking device and electronic smoking device | |
| KR102546746B1 (en) | Aerosol generating device | |
| PL185644B1 (en) | Method of and apparatus for cleaning and keeping electrically serviceable heat sources and lighters useful in tobacco smoking simulation systems and other equipment | |
| JP7041137B2 (en) | Handheld inhalable steam generator | |
| KR102421752B1 (en) | Cartridge and aerosol generating device | |
| RU2775532C2 (en) | Aerosol-generating apparatus containing a plasmon heating element | |
| KR102400047B1 (en) | Aerosol generating apparatus | |
| JP2020174677A (en) | Non-combustion flavor inhaler and aerosol delivery method | |
| WO2019138042A1 (en) | An aerosol-generating device, system and heating element having plasmonic properties | |
| CN114025628A (en) | Porous element for a vapour supply system | |
| RU2815124C1 (en) | Aerosol-generating device | |
| RU2774803C1 (en) | Aerosol generating element with infrared heating | |
| KR102385875B1 (en) | Electronic Cigarette | |
| US20220079237A1 (en) | Infrared heated aerosol-generating element | |
| KR20230121293A (en) | Aerosol generating divice and aerosol generating system | |
| RU2806171C2 (en) | Aerosol delivery device containing bubble-jet head, and related method |