RU2791009C1

RU2791009C1 - Determining temperature in the peripherally heated aerosol generating device

Info

Publication number: RU2791009C1
Application number: RU2022104355A
Authority: RU
Inventors: Рюи Нуно Батиста; Рикардо КАЛИ
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2023-03-01

Abstract

FIELD: aerosol generating system.

SUBSTANCE: an aerosol generating device includes a cavity for an aerosol generating substrate, an external heating element and an oblong temperature sensor. The oblong temperature sensor is provided in the cavity and is inserted into the aerosol generating device when the aerosol generating device is used. Invention also relates to an aerosol generating system comprising an aerosol generating device and an aerosol generating item.

EFFECT: invention provides for a method for generating inhaled aerosol in an aerosol generating device.

14 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройству, генерирующему аэрозоль (устройству для генерирования аэрозоля), в котором аэрозоль для вдыхания образуется посредством внешнего нагрева субстрата, образующего аэрозоль (образующего аэрозоль субстрата), и в котором температуру субстрата, образующего аэрозоль, определяют с использованием отдельного датчика температуры, который предусмотрен внутри субстрата, образующего аэрозоль. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль (системе для генерирования аэрозоля), содержащей указанное устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль (изделие для генерирования аэрозоля). Настоящее изобретение также относится к способу генерирования вдыхаемого аэрозоля.The present invention relates to an aerosol generating apparatus (aerosol generating apparatus) in which an inhalable aerosol is generated by external heating of an aerosol-forming substrate (aerosol-forming substrate), and in which the temperature of the aerosol-forming substrate is detected using a separate temperature sensor, which is provided within the aerosol-forming substrate. The present invention also relates to an aerosol generating system (aerosol generating system) comprising the above aerosol generating device and an aerosol generating article (aerosol generating article). The present invention also relates to a method for generating an inhalable aerosol.

Известны устройства, генерирующие аэрозоль, которые нагревают, но не сжигают субстраты, образующие аэрозоль, такие как табак. Такие устройства нагревают субстраты, образующие аэрозоль, до достаточно высокой температуры для генерирования вдыхаемого аэрозоля.Aerosol generating devices are known which heat but do not burn aerosol generating substrates such as tobacco. Such devices heat the aerosol-forming substrates to a temperature high enough to generate an inhalable aerosol.

Устройство, генерирующее аэрозоль, обычно содержит нагревательный элемент и нагревательную камеру. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть вставлено в нагревательную камеру и нагрето нагревательным элементом. Эти устройства, генерирующие аэрозоль, могут не иметь средств непосредственного измерения реальной температуры внутри части изделия, генерирующего аэрозоль, которая образует аэрозоль во время использования устройства. Вместо этого измеряют температуру нагревательного элемента и экстраполируют внутреннюю температуру субстрата, образующего аэрозоль, на основании этого определенного значения температуры. Оценочная температура может отклоняться от фактической температуры субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating device typically includes a heating element and a heating chamber. An aerosol generating article containing an aerosol generating substrate may be inserted into a heating chamber and heated by a heating element. These aerosol generating devices may not have a means of directly measuring the actual temperature within the portion of the aerosol generating article that generates aerosol during use of the device. Instead, the temperature of the heating element is measured and the internal temperature of the aerosol-forming substrate is extrapolated from this determined temperature value. The estimated temperature may deviate from the actual temperature of the aerosol generating substrate.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства, генерирующего аэрозоль, которое позволяет осуществлять прямое измерение температуры субстрата, образующего аэрозоль, при использовании. Настоящее изобретение решает эту задачу за счет того, что устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Устройство дополнительно содержит внешний нагревательный элемент, с помощью которого нагревают субстрат, образующий аэрозоль. Продолговатый датчик температуры предусмотрен в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Продолговатый датчик температуры выполнен с возможностью проникать в субстрат, образующий аэрозоль, при размещении указанного субстрата, образующего аэрозоль, в полости.It is an object of the present invention to provide an aerosol generating device which allows direct measurement of the temperature of an aerosol generating substrate in use. The present invention solves this problem by providing the aerosol generating device with a cavity for receiving an aerosol generating substrate. The device further comprises an external heating element with which the aerosol-forming substrate is heated. An elongated temperature sensor is provided in the cavity of the aerosol generating device. The elongated temperature sensor is configured to penetrate into the aerosol-forming substrate by placing said aerosol-forming substrate in the cavity.

При использовании устройства, генерирующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, вставлен в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно при использовании устройства, генерирующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, полностью вставлен в полость устройства, генерирующего аэрозоль, таким образом, что субстрат, образующий аэрозоль, упирается в закрытый конец полости.When using an aerosol generating device, the aerosol generating substrate is inserted into the cavity of the aerosol generating device. Preferably, when using an aerosol generating device, the aerosol generating substrate is fully inserted into the cavity of the aerosol generating device such that the aerosol generating substrate abuts against the closed end of the cavity.

При использовании устройства, генерирующего аэрозоль, продолговатый датчик температуры вставлен в субстрат, образующий аэрозоль.When using an aerosol generating device, an elongated temperature sensor is inserted into the aerosol generating substrate.

Продолговатый датчик температуры может быть предусмотрен в полости устройства, генерирующего аэрозоль, в виде отдельного элемента. В частности, продолговатый нагревательный элемент может быть предусмотрен отдельно от внешнего нагревательного элемента. Таким образом, продолговатый датчик температуры позволяет осуществлять прямое измерение температуры субстрата. Температура, определяемая продолговатым датчиком температуры, соответствует фактической температуре субстрата, образующего аэрозоль, который окружает продолговатый датчик температуры. Нет необходимости в какой-либо оценке или экстраполяции для определения температуры окружающего субстрата, образующего аэрозоль.The elongated temperature sensor may be provided in the cavity of the aerosol generating device as a separate element. In particular, the elongated heating element may be provided separately from the external heating element. Thus, the elongated temperature sensor allows direct measurement of the temperature of the substrate. The temperature detected by the elongated temperature sensor corresponds to the actual temperature of the aerosol forming substrate that surrounds the elongated temperature sensor. There is no need for any estimation or extrapolation to determine the temperature of the surrounding aerosol generating substrate.

Полость устройства, генерирующего аэрозоль, может представлять собой цилиндрическое углубление, проходящее от периферии устройства, генерирующего аэрозоль. Другими словами, полость устройства, генерирующего аэрозоль, может представлять собой цилиндрическое углубление, проходящее от мундштучного конца устройства в устройство. Полость устройства, генерирующего аэрозоль, может иметь открытый конец, в который вставляют изделие, генерирующее аэрозоль. Полость может иметь закрытый конец, противоположный открытому концу. Закрытый конец может представлять собой поверхность основания полости. Закрытый конец может быть закрыт за исключением того, что предусмотрены отверстия для воздуха, расположенные в основании. Основание полости может быть плоским. Основание полости может быть круглым. Основание полости может быть расположено раньше по ходу потока относительно открытого конца полости. Открытый конец может быть расположен дальше по ходу потока относительно закрытого конца полости. Продольное направление может представлять собой направление, проходящее между открытым и закрытым концами. Продольная ось полости может быть параллельна продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль.The cavity of the aerosol generating device may be a cylindrical recess extending from the periphery of the aerosol generating device. In other words, the cavity of the aerosol generating device may be a cylindrical recess extending from the mouth end of the device into the device. The cavity of the aerosol generating device may have an open end into which the aerosol generating article is inserted. The cavity may have a closed end opposite the open end. The closed end may be the base surface of the cavity. The closed end may be closed except that air holes are provided located in the base. The base of the cavity may be flat. The base of the cavity may be circular. The base of the cavity may be located upstream of the open end of the cavity. The open end may be located downstream of the closed end of the cavity. The longitudinal direction may be the direction extending between the open and closed ends. The longitudinal axis of the cavity may be parallel to the longitudinal axis of the aerosol generating device.

Полость может быть выполнена в виде нагревательной камеры. Полость может иметь цилиндрическую форму. Полость может иметь полую цилиндрическую форму. Полость может иметь круглое поперечное сечение. Полость может иметь эллиптическое или прямоугольное поперечное сечение. Полость может иметь диаметр, соответствующий диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.The cavity can be made in the form of a heating chamber. The cavity may be cylindrical. The cavity may have a hollow cylindrical shape. The cavity may have a circular cross section. The cavity may have an elliptical or rectangular cross section. The cavity may have a diameter corresponding to the diameter of the article generating the aerosol.

В данном документе термин «ближний» относится к пользовательскому концу или мундштучному концу устройства, генерирующего аэрозоль, а термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу. Применительно к полости термин «ближний» означает область, ближайшую к открытому концу полости, а термин «дальний» означает область, ближайшую к закрытому концу.As used herein, the term "proximal" refers to the user end or mouth end of the aerosol generating device, and the term "far" refers to the end opposite the proximal end. In relation to the cavity, the term "proximal" means the region closest to the open end of the cavity, and the term "far" means the region closest to the closed end.

В данном документе термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» используют для описания относительных положений компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором пользователь осуществляет затяжку на устройстве, генерирующем аэрозоль, во время его использования.In this document, the terms "upstream" and "downstream" are used to describe the relative positions of the components or parts of the components of the aerosol generating device relative to the direction in which the user puffs on the aerosol generating device during its use.

В данном документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, является частью изделия, генерирующего аэрозоль.In this document, the term "aerosol-forming substrate" refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds can be released by heating the aerosol-forming substrate. The aerosol generating substrate is part of the aerosol generating article.

В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, затягивающимся или делающим затяжку из мундштука на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, содержащий табак, называется табачным стиком. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью вставки в полость устройства, генерирующего аэрозоль.As used herein, the term “aerosol generating article” refers to an article containing an aerosol generating substrate that is capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. For example, an aerosol generating article may be an article that generates an aerosol that is directly inhaled by a user puffing or puffing from a mouthpiece at the proximal or user end of the system. The aerosol generating article may be disposable. An article containing a tobacco-containing aerosol-forming substrate is referred to as a tobacco stick. The aerosol generating article may be configured to be inserted into the cavity of the aerosol generating device.

В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с изделием, генерирующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.As used herein, the term "aerosol generating device" refers to a device that interacts with an aerosol generating article to generate an aerosol.

В данном документе термин «система, генерирующая аэрозоль» означает комбинацию изделия, генерирующего аэрозоль, описанного и проиллюстрированного далее в данном документе, и устройства, генерирующего аэрозоль, описанного и проиллюстрированного далее в данном документе. В системе изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.As used herein, the term "aerosol generating system" means a combination of an aerosol generating product described and illustrated hereinafter and an aerosol generating device described and illustrated later in this document. In the system, an aerosol generating article and an aerosol generating device cooperate to generate an inhalable aerosol.

Продолговатый датчик температуры может быть установлен на поверхности основания полости. Продолговатый датчик температуры может быть установлен на поверхности основания полости посредством конического установочного элемента, проходящего от поверхности основания. Продолговатый датчик температуры может проходить от поверхности основания во внутренний объем полости. Продолговатый датчик температуры может проходить параллельно центральной продольной оси полости. Продолговатый датчик температуры может проходить в центре полости. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, полностью вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль, продолговатый датчик температуры располагается в субстрате, образующем аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.An elongated temperature sensor may be mounted on the surface of the base of the cavity. The elongated temperature sensor may be mounted on the base surface of the cavity by means of a conical mounting member extending from the base surface. The elongated temperature sensor may extend from the surface of the base into the interior volume of the cavity. The elongated temperature sensor may extend parallel to the central longitudinal axis of the cavity. An elongated temperature sensor may extend through the center of the cavity. When the aerosol generating article is fully inserted into the cavity of the aerosol generating device, the elongated temperature sensor is positioned in the aerosol generating substrate of the aerosol generating article.

Продолговатый датчик температуры может проходить вдоль всей длины полости. Продолговатый датчик температуры может проходить вдоль части длины полости. Продолговатый датчик температуры может проходить вдоль примерно половины длины полости.The elongated temperature sensor may extend along the entire length of the cavity. The elongated temperature sensor may extend along part of the length of the cavity. The elongated temperature sensor may extend along about half the length of the cavity.

Продолговатый датчик температуры может иметь любое желаемое поперечное сечение. Продолговатый датчик температуры может быть в целом цилиндрической формы. Продолговатый датчик температуры может иметь радиус менее 1 миллиметра, может иметь радиус в диапазоне от 0,1 до 0,5 миллиметра или может иметь радиус в диапазоне от 0,2 до 0,4 миллиметра. Продолговатый датчик температуры может иметь сужающийся конец, при этом сужающийся конец направлен в направлении отверстия полости. Продолговатый датчик температуры может иметь форму иглы.The elongated temperature sensor may have any desired cross section. The elongated temperature sensor may be generally cylindrical in shape. The elongated temperature sensor may have a radius of less than 1 millimeter, may have a radius in the range of 0.1 to 0.5 millimeters, or may have a radius in the range of 0.2 to 0.4 millimeters. The elongated temperature sensor may have a tapered end, with the tapered end directed towards the opening of the cavity. The elongated temperature sensor may be in the form of a needle.

За счет выполнения продолговатого датчика температуры с малой площадью поперечного сечения, имеет место лишь очень низкое сжатие субстрата, образующего аэрозоль, при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Это обеспечивает беспрепятственную, воспроизводимую и стабильную вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в полость. Такая вставка требует минимальных усилий и совсем не ощущается или почти не ощущается пользователем.By designing the elongated temperature sensor with a small cross-sectional area, there is only a very low compression of the aerosol-generating substrate when the aerosol-generating article is inserted into the cavity. This ensures a smooth, reproducible and stable insertion of the aerosol generating article into the cavity. Such an insert requires minimal effort and is not felt at all or almost not felt by the user.

Кроме того, на сопротивление затяжке (RTD) изделия, генерирующего аэрозоль, не влияет или лишь минимально влияет вставка датчика температуры в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает воспроизводимые ощущения для пользователя.In addition, resistance to draw (RTD) of the aerosol generating article is not affected or only minimally affected by the insertion of a temperature sensor into the aerosol generating substrate of the aerosol generating article. Accordingly, the present invention provides a reproducible experience for the user.

Продолговатый датчик температуры может иметь трубчатую форму. Продолговатый датчик температуры может быть твердым или частично твердым.The elongated temperature sensor may be tubular in shape. The elongated temperature sensor may be solid or partially solid.

Датчик температуры может быть изготовлен из керамики, стекла, PAEK (полиарилтеркетона), PEEK (полиэфирэфиркетона), PEEKK (полиэфирэфиркетонкетона), PTFE (политетрафторэтилена) или покрыт ими.The temperature sensor can be made of ceramic, glass, PAEK (polyaryltherketone), PEEK (polyetheretherketone), PEEKK (polyetheretherketoneketone), PTFE (polytetrafluoroethylene) or coated with them.

Датчик температуры может содержать термистор, резистивный датчик температуры, термопару или оптоволоконный микрозонд.The temperature sensor may include a thermistor, RTD, thermocouple, or fiber optic microprobe.

Датчик температуры может содержать единственную точку определения температуры, расположенную в любом желаемом положении вдоль датчика температуры. Датчик температуры может также содержать две, три, четыре или более точек определения температуры, расположенных в любом желаемом положении вдоль датчика температуры. Все точки определения температуры могут быть расположены в разных положениях вдоль длины датчика температуры.The temperature sensor may include a single temperature detection point located at any desired position along the temperature sensor. The temperature sensor may also include two, three, four or more temperature detection points located at any desired position along the temperature sensor. All temperature detection points can be located at different positions along the length of the temperature sensor.

Использование множества точек измерения температуры и распределение точек определения температуры по длине датчика температуры позволяют получить более подробную информацию о внутреннем температурном режиме субстрата, образующего аэрозоль.The use of a plurality of temperature measurement points and the distribution of temperature detection points along the length of the temperature sensor provide more detailed information about the internal temperature of the aerosol-forming substrate.

Датчик температуры может быть нечувствительным или обладать лишь небольшой чувствительностью к электромагнитному излучению, такому как радиочастотное и/или микроволновое излучение. В зависимости от технологии нагревания, используемой в устройстве, генерирующем аэрозоль, полость может подвергаться воздействию внешних электрических, магнитных или электромагнитных полей. Эти внешние поля могут мешать измерению температуры датчиком температуры. За счет выбора датчиков температуры, изготовленных из подходящего материала, можно уменьшить или полностью устранить негативное воздействие таких внешних полей. В частности, с этой точки зрения можно с успехом использовать оптоволоконные микрозонды, которые являются нечувствительными к внешнему электромагнитному излучению.The temperature sensor may be insensitive or only slightly sensitive to electromagnetic radiation such as radio frequency and/or microwave radiation. Depending on the heating technology used in the aerosol generating device, the cavity may be exposed to external electric, magnetic or electromagnetic fields. These external fields can interfere with the temperature measurement of the temperature sensor. By selecting temperature sensors made of suitable material, the negative effects of such external fields can be reduced or completely eliminated. In particular, fiber optic microprobes, which are insensitive to external electromagnetic radiation, can be successfully used from this point of view.

В подходящих оптоволоконных микрозондах может использоваться оптическое волокно. Принцип измерения может быть основан на хорошо известной методике оптической рефлектометрии во временной области (OTDR) или оптической рефлектометрии в частотной области (OFDR). В некоторых методиках также используется полупроводящий материал, имеющий температурозависимую ширину запрещенной зоны. Кристаллы, изготовленные из такого материала, могут быть расположены на конце оптоволокна. Обычно в качестве чувствительного кристалла для таких приложений используют такие полупроводящие материалы, как арсенид галлия (GaAs).Suitable fiber optic microprobes may use optical fiber. The measurement principle can be based on the well-known optical time domain reflectometry (OTDR) or optical frequency domain reflectometry (OFDR) technique. Some techniques also use a semiconducting material having a temperature dependent band gap. Chips made from such a material can be placed at the end of an optical fiber. Typically, semiconductor materials such as gallium arsenide (GaAs) are used as the sensitive crystal for such applications.

Нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, представляет собой внешний нагревательный элемент. Термин «внешний» относится к расположению нагревательного элемента относительно субстрата, образующего аэрозоль, подлежащего нагреву. Внешний нагревательный элемент представляет собой нагревательный элемент, который при использовании устройства и когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль, расположен снаружи субстрата, образующего аэрозоль. Внешний нагревательный элемент может содержать электрически резистивный материал. Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент или индукционный нагревательный элемент.The heating element of the aerosol generating device is an external heating element. The term "external" refers to the location of the heating element relative to the aerosol-forming substrate to be heated. The external heating element is a heating element which, during use of the device and when the aerosol generating article is inserted into the cavity of the aerosol generating device, is located outside the aerosol generating substrate. The external heating element may comprise an electrically resistive material. The heating element may be a resistance heating element or an induction heating element.

Внешний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Нагревательный элемент может быть полым. В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент может иметь форму трубки. Нагревательный элемент может определять полость устройства, генерирующего аэрозоль.The external heating element may be of any suitable shape. The heating element may be hollow. In some embodiments, the implementation of the heating element may be in the form of a tube. The heating element may define a cavity of the aerosol generating device.

Внешний резистивный нагревательный элемент может иметь форму одного или более листов гибкой нагревательной фольги на диэлектрической подложке, какой как полиимид. Листам гибкой нагревательной фольги может быть придана форма, соответствующая периметру полости для размещения субстрата. В альтернативном варианте осуществления внешний нагревательный элемент может иметь форму металлической решетки или решеток, гибкой печатной платы, литого соединительного устройства (MID), керамического нагревателя, гибкого нагревателя из углеродного волокна, или может быть образован с использованием технологии нанесения покрытия, такой как плазменное осаждение из паровой фазы, на подложке подходящей формы. Внешний нагревательный элемент также может быть выполнен с использованием металла, характеризующегося определенной зависимостью между температурой и удельным сопротивлением. В таком приведенном в качестве примера устройстве металл может быть образован в виде дорожки между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Выполненный таким образом внешний нагревательный элемент может использоваться как для нагрева, так и для отслеживания температуры внешнего нагревательного элемента во время работы.The outer resistive heating element may be in the form of one or more sheets of flexible heating foil on a dielectric substrate such as polyimide. The sheets of flexible heating foil can be shaped to fit the perimeter of the cavity to accommodate the substrate. In an alternative embodiment, the external heating element may be in the form of a metal grid or grids, a flexible printed circuit board, a molded connector (MID), a ceramic heater, a flexible carbon fiber heater, or may be formed using a coating technique such as plasma deposition from vapor phase, on a suitably shaped substrate. The external heating element can also be made using a metal having a certain relationship between temperature and resistivity. In such an exemplary device, the metal can be formed as a track between two layers of suitable insulating materials. The external heating element provided in this manner can be used both for heating and for monitoring the temperature of the external heating element during operation.

Индукционный нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью генерировать тепло за счет индукции. Индукционный нагревательный элемент может содержать катушку индуктивности и токоприемный узел (узел сусцептора). Катушку индуктивности можно использовать для генерирования переменного магнитного поля. Катушка индуктивности может окружать токоприемный узел. Индукционный нагревательный элемент может содержать множество катушек индуктивности и множество токоприемных узлов. Предпочтительно предусмотрены две катушки индуктивности. Если предусмотрено более одного токоприемного узла, предпочтительно предусмотрены электроизолирующие элементы между токоприемными узлами.The induction heating element may be configured to generate heat by induction. The induction heating element may include an inductor and a current collector assembly (susceptor assembly). An inductor can be used to generate an alternating magnetic field. The inductor may surround the current collector. The induction heating element may comprise a plurality of inductors and a plurality of current collectors. Preferably, two inductors are provided. If more than one current collector is provided, electrically insulating elements are preferably provided between the current collectors.

В данном документе «токоприемный узел» («узел сусцептора») обозначает проводящий элемент, нагревающийся при воздействии на него изменяющегося магнитного поля, генерируемого катушкой индуктивности. Это может быть результатом вихревых токов, наводимых в токоприемном узле, потерь на гистерезис или как вихревых токов, так и потерь на гистерезис.Во время использования токоприемный узел расположен в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к субстрату, образующему аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости устройства, генерирующего аэрозоль. За счет этого субстрат, образующий аэрозоль, нагревается токоприемным узлом таким образом, что образуется аэрозоль.In this document, "current-collector assembly" ("susceptor assembly") means a conductive element that heats up when exposed to a changing magnetic field generated by an inductor. This may be the result of eddy currents induced in the current collector assembly, hysteresis losses, or both eddy currents and hysteresis losses. placed in the cavity of the device generating aerosol. As a result, the aerosol-forming substrate is heated by the current-collecting unit in such a way that an aerosol is formed.

В некоторых вариантах осуществления устройство, генерирующее аэрозоль (устройство для генерирования аэрозоля), может быть выполнено с возможностью работы одной или более катушек индуктивности индукционного нагревательного элемента на частотах переменного тока, проходящего через катушку индуктивности, в диапазоне от приблизительно 1 мегагерц (МГц) до приблизительно 30 мегагерц (МГц), предпочтительно от приблизительно 1 мегагерц (МГц) до приблизительно 10 МГц и более предпочтительно от приблизительно 5 мегагерц (МГц) до приблизительно 7 мегагерц (МГц).In some embodiments, an aerosol generating device (aerosol generating device) may be configured to operate one or more inductors of an induction heating element at frequencies of alternating current through the inductor ranging from about 1 megahertz (MHz) to about 30 megahertz (MHz), preferably from about 1 megahertz (MHz) to about 10 MHz, and more preferably from about 5 megahertz (MHz) to about 7 megahertz (MHz).

Токоприемный узел (узел сусцептора) может иметь цилиндрическую форму. Токоприемный узел может иметь трубчатую форму. Токоприемный узел может быть расположен таким образом, чтобы окружать полость. Токоприемный узел может быть расположен внутри полости. Токоприемный узел может быть выполнен с возможностью удерживания изделия, генерирующего аэрозоль (изделия для генерирования аэрозоля), при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость.The current collector assembly (susceptor assembly) may be cylindrical in shape. The current collector may be tubular in shape. The current collector may be positioned to surround the cavity. The current collector may be located within the cavity. The current-collecting assembly may be configured to hold the aerosol-generating article(s) while inserting the aerosol-generating article into the cavity.

Токоприемный узел может содержать один или более токоприемников в форме лезвия. Токоприемники в форме лезвия могут иметь расширяющиеся концы, расположенные далее по ходу потока, для облегчения вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в токоприемники в форме лезвия.The current collector assembly may include one or more blade-shaped current collectors. The blade-shaped current collectors may have downstream flared ends to facilitate insertion of the aerosol generating article into the blade-shaped current collectors.

Токоприемный узел может иметь форму, соответствующую форме соответствующей катушки индуктивности. Токоприемный узел может иметь диаметр, меньший, чем диаметр соответствующей катушки индуктивности, так что токоприемный узел может быть расположен внутри катушки индуктивности.The current-collecting assembly may be shaped to match the shape of the corresponding inductor. The current collector may have a smaller diameter than the corresponding inductor, so that the current collector may be located within the inductor.

Токоприемный узел может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для аэрозолизации субстрата, образующего аэрозоль. Подходящие материалы для токоприемного узла включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемные узлы содержат металл или углерод. Токоприемные узлы могут содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитных частиц и феррита, что дает преимущество. Подходящий токоприемный узел может быть выполнен из алюминия или содержать его.The current collector assembly may be formed from any material that can be inductively heated to a temperature sufficient to aerosolize the aerosol forming substrate. Suitable materials for the current collector assembly include graphite, molybdenum, silicon carbide, stainless steel, niobium, aluminum, nickel, nickel compounds, titanium, and metal material composites. Preferred current collector assemblies contain metal or carbon. The current-collecting assemblies may contain or be composed of a ferromagnetic material such as ferritic iron, a ferromagnetic alloy such as ferromagnetic steel or stainless steel, ferromagnetic particles and ferrite, which is advantageous. A suitable current collector assembly may be made of or comprise aluminum.

Полость содержит «зону нагрева». «Зона нагрева» представляет собой часть длины камеры, которая по меньшей мере частично окружена катушками индуктивности таким образом, что токоприемный узел, расположенный в зоне нагрева или около нее, может индукционно нагреваться катушками индуктивности. Зона нагрева может содержать первую зону нагрева и вторую зону нагрева. Зона нагрева может быть разделена на первую зону нагрева и вторую зону нагрева. Первая зона нагрева может быть окружена первой катушкой индуктивности. Вторая зона нагрева может быть окружена второй катушкой индуктивности. Могут быть предусмотрены более двух зон нагрева. Может быть предусмотрено множество зон нагрева. Для каждой зоны нагрева может быть предусмотрена катушка индуктивности. Одна или более катушек индуктивности могут быть выполнены с возможностью перемещения для окружения зон нагрева и выполнены с возможностью посегментного нагрева зон нагрева.The cavity contains a "heating zone". A "hot zone" is a portion of the length of the chamber that is at least partially surrounded by inductors such that a current collector located in or near the hot zone can be inductively heated by the inductors. The heating zone may include a first heating zone and a second heating zone. The heating zone may be divided into a first heating zone and a second heating zone. The first heating zone may be surrounded by a first inductor. The second heating zone may be surrounded by a second inductor. More than two heating zones can be provided. A plurality of heating zones may be provided. An inductor can be provided for each heating zone. One or more inductors may be movable to surround the heating zones and configured to heat the heating zones in segments.

Каждая из одной или более катушек индуктивности расположена по меньшей мере частично вокруг зоны нагрева. Катушка индуктивности может проходить лишь частично вокруг окружности полости в области зоны нагрева. Катушка индуктивности может проходить вокруг всей окружности полости в области зоны нагрева.Each of the one or more inductors is located at least partially around the heating zone. The inductor can only partially extend around the circumference of the cavity in the region of the heating zone. The inductor can extend around the entire circumference of the cavity in the region of the heating zone.

Катушка индуктивности может быть спиральной и концентрической. Катушка индуктивности может быть спиральной и намотанной вокруг центральной пустоты, в которой расположена полость. Катушка индуктивности может быть расположена вокруг всей окружности полости.The inductor can be spiral and concentric. The inductor may be helical and wound around a central void in which the cavity is located. The inductor may be located around the entire circumference of the cavity.

Если используются две катушки индуктивности, первая и вторая катушки индуктивности могут иметь разные диаметры. Первая и вторая катушки индуктивности могут быть спиральными и концентрическими и могут иметь разные диаметры. В таких вариантах осуществления меньшая из двух катушек может быть расположена по меньшей мере частично внутри большей из первой и второй катушек индуктивности.If two inductors are used, the first and second inductors may have different diameters. The first and second inductors may be helical or concentric and may have different diameters. In such embodiments, the smaller of the two coils may be positioned at least partially within the larger of the first and second inductors.

Витки обмотки первой катушки индуктивности могут быть электрически изолированы от витков обмотки второй катушки.The windings of the first inductor may be electrically isolated from the windings of the second coil.

Первая и вторая катушки индуктивности могут быть образованы из проволоки одинакового типа. Первая катушка индуктивности может быть образована из проволоки первого типа, а вторая катушка индуктивности может быть образована из проволоки второго типа, которая отличается от проволоки первого типа. Например, составы проволок или их поперечные сечения могут различаться. Таким образом, индуктивность первой и второй катушки индуктивности может быть разной, даже если общие геометрические формы катушек одинаковы. Это может обеспечить возможность использования одинаковых или похожих геометрических форм катушек для первой и второй катушки индуктивности. Это может способствовать более компактной компоновке устройства, генерирующего аэрозоль (устройства для генерирования аэрозоля).The first and second inductors may be formed from the same type of wire. The first inductor may be formed from a first type of wire, and the second inductor may be formed from a second type of wire that is different from the first type wire. For example, the compositions of the wires or their cross-sections may differ. Thus, the inductance of the first and second inductors may be different, even if the general geometries of the coils are the same. This may allow the same or similar coil geometries to be used for the first and second inductors. This can contribute to a more compact layout of the aerosol generating device (aerosol generating device).

Подходящие материалы для катушки индуктивности включают медь, алюминий, серебро и сталь. Катушка индуктивности может быть образована из проволоки из таких материалов. Катушка индуктивности может быть образована из проволоки из меди или алюминия.Suitable inductor materials include copper, aluminium, silver and steel. The inductor may be formed from wire of such materials. The inductor can be formed from copper or aluminum wire.

Если используются две катушки индуктивности, первая катушка может содержать первый материал проволоки, а вторая катушка может содержать второй материал проволоки, который отличается от первого материала проволоки. Электрические свойства первого и второго материалов проволоки могут различаться. Например, проволока первого типа может иметь первое сопротивление, а проволока второго типа может иметь второе сопротивление, которое отличается от первого сопротивления.If two inductors are used, the first coil may comprise a first wire material and the second coil may comprise a second wire material that is different from the first wire material. The electrical properties of the first and second wire materials may be different. For example, a first type of wire may have a first resistance, and a second type of wire may have a second resistance that is different from the first resistance.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать концентратор потока. Концентратор потока может быть выполнен из любого материала, имеющего высокую магнитную проницаемость. Концентратор потока может быть расположен таким образом, чтобы окружать индукционный нагревательный узел. Концентратор потока может концентрировать линии магнитного поля во внутренней части концентратора потока, тем самым увеличивая эффект нагрева токоприемного узла посредством катушки индуктивности.The aerosol generating device may include a flow concentrator. The flux concentrator can be made of any material having a high magnetic permeability. The flow concentrator may be positioned to surround the induction heating assembly. The flux concentrator can concentrate the magnetic field lines in the inside of the flux concentrator, thereby increasing the heating effect of the current collector by the inductor.

Нагревательный элемент нагревает субстрат, образующий аэрозоль (образующий аэрозоль субстрат), за счет проводимости, что является преимуществом. Нагревательный элемент может по меньшей мере частично находиться в контакте с субстратом или носителем, на который нанесен субстрат. В альтернативном варианте осуществления тепло от внутреннего или внешнего нагревательного элемента может быть проведено к субстрату посредством теплопроводного элемента.The heating element heats the aerosol-forming substrate (aerosol-forming substrate) by conduction, which is advantageous. The heating element may at least partially be in contact with the substrate or carrier on which the substrate is applied. In an alternative embodiment, heat from an internal or external heating element may be conducted to the substrate via a heat transfer element.

Во время работы субстрат, образующий аэрозоль, может полностью содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку из мундштука устройства, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления во время работы курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может частично находиться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку непосредственно на курительном изделии.During operation, the aerosol generating substrate may be completely contained within the aerosol generating device. In this case, the user can puff from the mouthpiece of the aerosol generating device. In an alternative embodiment, during operation, the smoking article containing the aerosol-generating substrate may be partially within the aerosol-generating device. In this case, the user can puff directly on the smoking article.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать защитный механизм для защиты продолговатого датчика температуры в полости. Защитный механизм может способствовать стабилизации продолговатого датчика температуры при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Защитный механизм также может защищать продолговатый датчик температуры от внешнего воздействия между сеансами использования пользователем, когда в полость не вставлено изделие, генерирующее аэрозоль.The aerosol generating device may include a protective mechanism to protect the elongated cavity temperature sensor. The safety mechanism may assist in stabilizing the elongated temperature sensor when the aerosol generating article is inserted into the cavity of the aerosol generating device. The protective mechanism may also protect the elongated temperature sensor from external influence between user sessions when an aerosol generating article is not inserted into the cavity.

Защитный механизм может содержать подвижный поршень, который расположен внутри полости между стенками полости и датчиком температуры. Подвижный поршень может иметь в целом цилиндрическую конструкцию. Поперечное сечение подвижного поршня может соответствовать поперечному сечению полости устройства, генерирующего аэрозоль. Поперечное сечение подвижного поршня может быть немного меньше, чем поперечное сечение полости устройства, генерирующего аэрозоль, таким образом, что поршень является линейно подвижным в пределах и вдоль продольной оси полости.The protective mechanism may include a movable piston that is located inside the cavity between the walls of the cavity and the temperature sensor. The movable piston may have a generally cylindrical design. The cross section of the movable piston may correspond to the cross section of the cavity of the aerosol generating device. The cross section of the movable piston may be slightly smaller than the cross section of the cavity of the aerosol generating device, such that the piston is linearly movable within and along the longitudinal axis of the cavity.

Подвижный поршень может быть выполнен с вращательно-симметричной конструкцией. Подвижный поршень может быть оснащен отверстием для обеспечения прохождения через него датчика температуры. Отверстие может быть выполнено в центре подвижного поршня.The movable piston may be of a rotationally symmetrical design. The movable piston may be provided with an opening to allow a temperature sensor to pass through. The hole may be made in the center of the movable piston.

Подвижный поршень может быть выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями внутри полости. В первом положении подвижный поршень расположен в полости таким образом, что торцевая поверхность поршня покрывает передний конец продолговатого датчика температуры. Во втором положении подвижный поршень расположен в непосредственной близости от поверхности основания полости таким образом, что продолговатый датчик температуры проходит через отверстие. При использовании подвижный поршень находится во втором положении.The movable piston may be movable between first and second positions within the cavity. In the first position, the movable piston is located in the cavity in such a way that the end surface of the piston covers the front end of the elongated temperature sensor. In the second position, the movable piston is located in close proximity to the surface of the base of the cavity so that the elongated temperature sensor passes through the hole. In use, the movable piston is in the second position.

Поршень выполнен с возможностью принимать первое положение, когда изделие, генерирующее аэрозоль, не вставлено. Поршень выполнен с возможностью принимать второе положение, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость.The piston is configured to assume the first position when the aerosol generating article is not inserted. The piston is configured to assume a second position when the aerosol generating article is inserted into the cavity.

Защитный механизм может содержать пружину сжатия, расположенную между поверхностью основания и подвижным поршнем. Пружина сжатия обеспечивает смещение подвижного поршня в первое положение, когда в полость не вставлено изделие, генерирующее аэрозоль.The protective mechanism may include a compression spring located between the base surface and the movable piston. The compression spring biases the movable piston to the first position when no aerosol generating article is inserted into the cavity.

Пружина сжатия может иметь жесткость, которая достаточно высока чтобы сдвигать подвижный поршень в первое положение, когда в полость не вставлено изделие, генерирующее аэрозоль. В то же время пружина сжатия может иметь жесткость, которая является достаточно низкой, чтобы при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость пружина сжатия сжималась, и подвижный поршень смещался во второе положение.The compression spring may have a stiffness that is high enough to move the movable piston to the first position when no aerosol generating article is inserted into the cavity. At the same time, the compression spring may have a stiffness that is low enough that when the aerosol generating article is inserted into the cavity, the compression spring is compressed and the movable piston is displaced to the second position.

Пружина сжатия может иметь жесткость ниже 2 ньютонов на метр. Пружина сжатия может иметь жесткость ниже 1 ньютона на метр. Пружина сжатия может иметь жесткость от 0,01 до 0,5 ньютона на метр.The compression spring may have a stiffness below 2 Newtons per meter. The compression spring may have a stiffness below 1 newton per meter. The compression spring can have a stiffness of 0.01 to 0.5 Newton per meter.

Пружина сжатия быть выполнена из любого подходящего материала. В частности, при использовании индукционного нагревательного элемента может быть полезным изготовление пружины сжатия из стойкого материала, такого как нержавеющая сталь или полимерные композитные материалы. Например, можно использовать нержавеющую сталь 302/304 или 316 или термопластичную полиэфиримидную смолу (PEI). Эти материалы на основе нержавеющей стали могут быть немагнитными или незначительно магнитными, и поэтому они не взаимодействуют или лишь незначительно взаимодействуют с магнитным полем, генерируемым катушкой индуктивности.The compression spring may be made from any suitable material. In particular, when using an induction heating element, it may be advantageous to make the compression spring from a resistant material such as stainless steel or polymer composite materials. For example, 302/304 or 316 stainless steel or thermoplastic polyesterimide resin (PEI) can be used. These stainless steel based materials may be non-magnetic or slightly magnetic and therefore do not interact or only slightly interact with the magnetic field generated by the inductor.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подвижный поршень может иметь конструкцию в виде двойного цилиндра, содержащую внешнюю и внутреннюю цилиндрическую стенки. Внешняя цилиндрическая боковая стенка определяет внешнюю форму поршня и контактирует с внутренней стенкой полости. Внутренняя цилиндрическая боковая стенка определяет канал, через который продолговатый датчик температуры направляется при перемещении подвижного поршня в полости. Пружина сжатия может быть расположена между внутренней и внешней боковыми стенками подвижного поршня. В такой конфигурации пружина сжатия расположена внутри поршня и направляется цилиндрическими боковыми стенками поршня. Это обеспечивает надежную и воспроизводимую работу поршня.In some embodiments, implementation of the present invention, the movable piston may have a structure in the form of a double cylinder containing the outer and inner cylindrical walls. The outer cylindrical side wall defines the outer shape of the piston and contacts the inner wall of the cavity. The inner cylindrical side wall defines a channel through which the elongated temperature sensor is guided as the movable piston moves in the cavity. The compression spring may be located between the inner and outer side walls of the movable piston. In this configuration, the compression spring is located within the piston and is guided by the cylindrical sidewalls of the piston. This ensures reliable and reproducible piston operation.

Внутренняя цилиндрическая боковая стенка подвижного поршня может иметь коническую форму, которая соответствует конической форме конического установочного элемента, проходящего от поверхности основания полости. Коническая форма может способствовать сохранению поршня в центральной и хорошо определенной ориентации. Это дополнительно обеспечивает надежную работу и перемещение поршня.The inner cylindrical side wall of the movable piston may have a conical shape that corresponds to the conical shape of the conical mounting member extending from the surface of the base of the cavity. The conical shape can help keep the piston in a central and well-defined orientation. This further ensures reliable operation and movement of the piston.

Внутренняя стенка полости может быть снабжена подходящими стопорными элементами для ограничения осевого движения подвижного поршня наружу. Такие стопорные элементы могут представлять собой выступы или аналогичные средства, которые входят в зацепление с внешней стенкой поршня.The inner wall of the cavity may be provided with suitable locking elements to limit the axial outward movement of the movable piston. Such locking elements may be projections or the like which engage the outer wall of the piston.

Поршень можно использовать для защиты тонкого продолговатого датчика температуры. Поршень можно дополнительно использовать для стабилизации свободного конца продолговатого датчика температуры при вставке изделия, генерирующего аэрозоль. В частности, поршень может способствовать предотвращению боковых механических усилий на продолговатом датчике температуры при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль.The piston can be used to protect a thin elongated temperature sensor. The plunger can additionally be used to stabilize the free end of the oblong temperature sensor when the aerosol generating article is inserted. In particular, the piston can help prevent lateral mechanical forces on the elongated temperature sensor when the aerosol generating article is inserted into the cavity of the aerosol generating device.

Воздух может втекать в полость через отверстие для воздуха в основании полости. Затем воздух может поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, на расположенной ранее по ходу потока торцевой поверхности изделия, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно воздух может протекать между боковой стенкой полости, предпочтительно образованной теплоизоляционным элементом, и токоприемными элементами в форме лезвия. Затем воздух может поступать в изделие, генерирующее аэрозоль, через промежутки между токоприемными элементами в форме лезвия. Это позволяет достичь равномерного проникновения воздуха в изделие, генерирующее аэрозоль, тем самым оптимизируя генерирование аэрозоля.Air can flow into the cavity through an air hole at the base of the cavity. Air can then enter the aerosol generating article at an upstream end surface of the aerosol generating article. Alternatively or additionally, air can flow between the side wall of the cavity, preferably formed by the thermal insulation element, and the blade-shaped current collectors. Air can then enter the aerosol generating article through spaces between the blade-shaped current collectors. This allows uniform penetration of air into the aerosol generating article, thereby optimizing aerosol generation.

Устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит впуски для воздуха, которые обеспечивают возможность поступления окружающего воздуха в полость. При использовании устройства воздух направляется через изделие, генерирующее аэрозоль, которое вставлено в полость.The aerosol generating device further comprises air inlets which allow ambient air to enter the cavity. When using the device, air is directed through an aerosol generating article that is inserted into the cavity.

Подвижный поршень может содержать отверстия для воздуха, которые определяют путь потока воздуха и которые обеспечивают возможность поступления воздуха в открытый конец изделия, генерирующего аэрозоль. Такие отверстия для воздуха могут содержаться в основании или в боковых стенках или как в основании, так и в боковой стенке поршня. Это позволяет использовать поршень для проектирования пути потока воздуха любым желаемым образом.The movable piston may include air holes that define an air flow path and that allow air to enter the open end of the aerosol generating article. Such air holes may be provided in the base or in the side walls, or in both the base and the side wall of the piston. This allows the piston to be used to design the air flow path in any desired manner.

Нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, может содержать перфорации для обеспечения возможности поступления воздуха в полость. Такие перфорации могут присутствовать вдоль всей длины полости или только в определенных частях нагревательного элемента. Перфорации могут быть предусмотрены вблизи поверхности основания полости. Это позволяет использовать также нагревательный элемент для определения и проектирования пути потока воздуха в устройстве, генерирующем аэрозоль.The heating element of the aerosol generating device may include perforations to allow air to enter the cavity. Such perforations may be present along the entire length of the cavity or only in certain parts of the heating element. Perforations may be provided near the base surface of the cavity. This also allows the heating element to be used to define and design the air flow path in the aerosol generating device.

Отверстие на торцевой поверхности подвижного поршня может быть снабжено обтирочным элементом. Обтирочный элемент может быть выполнен с возможностью счищать любой мусор, налипший на продолговатый датчик температуры, при перемещении поршня вдоль продольной оси полости. Обтирочный элемент может содержать мембрану из эластичного полимерного материала, которая расположена у отверстия подвижного поршня. Мембрана из полимерного материала выполнена с возможностью соскребать мусор или остатки, налипшие на поверхность датчика температуры, при линейном перемещении поршня вдоль датчика температуры. Для точного и надежного измерения температуры может быть необходима чистая поверхность датчика температуры. Аналогичные мембраны также могут быть выполнены на внешней окружающей поверхности верхней торцевой поверхности поршня и могут использоваться того, чтобы счищать мусор с внутренней боковой стенки полости.The hole on the end surface of the movable piston can be provided with a wiping element. The wiping member may be configured to clean off any debris adhering to the elongated temperature sensor as the piston moves along the longitudinal axis of the cavity. The wiping element may include a membrane of elastic polymeric material, which is located at the opening of the movable piston. The polymer material membrane is configured to scrape debris or residue adhering to the surface of the temperature sensor as the piston moves linearly along the temperature sensor. A clean temperature sensor surface may be required for accurate and reliable temperature measurement. Similar membranes may also be provided on the outer surrounding surface of the upper end face of the piston and may be used to clear debris from the inner side wall of the cavity.

Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, описанное выше, и изделие, генерирующее аэрозоль, описанное выше. При использовании системы, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость устройства, генерирующего аэрозоль. Однако система, генерирующая аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, такие как, например, зарядный блок для перезарядки встроенного источника электропитания в электрическом или использующем электричество устройстве, генерирующем аэрозоль.The present invention also relates to an aerosol generating system comprising an aerosol generating device as described above and an aerosol generating article as described above. When using an aerosol generating system, the aerosol generating article is inserted into the cavity of the aerosol generating device. However, the aerosol generating system may include additional components such as, for example, a charging unit for recharging the built-in power supply in the electrical or electrically powered aerosol generating device.

В любом из вышеуказанных вариантов осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, и полость устройства, генерирующего аэрозоль, могут быть выполнены с возможностью частичного размещения изделия, генерирующего аэрозоль, в полости устройства, генерирующего аэрозоль. Полость изделия, генерирующего аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, могут быть выполнены с возможностью полного размещения изделия, генерирующего аэрозоль, в полости устройства, генерирующего аэрозоль.In any of the above embodiments, the aerosol generating article and the cavity of the aerosol generating device may be configured to partially accommodate the aerosol generating article within the cavity of the aerosol generating device. The cavity of the aerosol generating article and the aerosol generating article may be configured to completely accommodate the aerosol generating article within the cavity of the aerosol generating device.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть выполнен в виде сегмента, образующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, образующий аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Сегмент, образующий аэрозоль, может также иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.The aerosol generating article may have a substantially cylindrical shape. The aerosol generating article may be substantially oblong. The aerosol generating article may have a length and a circumference substantially perpendicular to the length. The aerosol-forming substrate may be in the form of an aerosol-forming segment containing an aerosol-forming substrate. The segment forming the aerosol may have a substantially cylindrical shape. The aerosol forming segment may be substantially oblong. The aerosol forming segment may also have a length and a circumference substantially perpendicular to the length.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.The aerosol generating article may have an overall length of from about 30 millimeters to about 100 millimeters. In one embodiment, the aerosol generating article has an overall length of approximately 45 millimeters. The aerosol generating article may have an outer diameter of from about 5 millimeters to about 12 millimeters. In one embodiment, the aerosol generating article may have an outside diameter of approximately 7.2 millimeters.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в виде сегмента, образующего аэрозоль, имеющего длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 мм. В альтернативном варианте осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 12 мм.The aerosol generating substrate may be provided as an aerosol generating segment having a length of from about 7 millimeters to about 15 millimeters. In one embodiment, the aerosol forming segment may be approximately 10 mm long. In an alternative embodiment, the aerosol forming segment may be approximately 12 mm long.

Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, образующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, образующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.The aerosol generating segment may have an outer diameter that is approximately equal to the outer diameter of the aerosol generating article. The outer diameter of the aerosol forming segment may be from about 5 millimeters to about 12 millimeters. In one embodiment, the aerosol forming segment may have an outer diameter of approximately 7.2 millimeters.

Генерирующее аэрозоль изделие может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может быть расположена на расположенном дальше по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра может представлять собой полую ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра в одном варианте осуществления имеет длину приблизительно 7 миллиметров, но может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров.The aerosol generating article may include a filter plug. A filter plug may be located at the downstream end of the aerosol generating article. The filter plug may be a cellulose acetate filter plug. The filter plug may be a hollow cellulose acetate filter plug. The filter plug in one embodiment is about 7 millimeters long, but may be from about 5 millimeters to about 10 millimeters long.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать наружную бумажную обертку. Кроме того, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать разделитель между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Перегородка может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.The aerosol generating article may include an outer paper wrapper. In addition, the aerosol generating article may include a spacer between the aerosol generating substrate and the filter plug. The septum may be about 18 millimeters in size, but may range in size from about 5 millimeters to about 25 millimeters.

Настоящее изобретение также относится к способу генерирования вдыхаемого аэрозоля в устройстве, генерирующем аэрозоль. Способ включает этапы обеспечения устройства, генерирующего аэрозоль, с полостью для размещения субстрата, образующего аэрозоль, обеспечения внешнего нагревательного элемента и обеспечения продолговатого датчика температуры в полости. При использовании изделия, генерирующего аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, вставляют в полость. Способ дополнительно включает определение температуры субстрата, образующего аэрозоль, посредством продолговатого датчика температуры, который расположен в прямом контакте с субстратом, образующим аэрозоль.The present invention also relates to a method for generating an inhalable aerosol in an aerosol generating device. The method includes the steps of providing an aerosol generating device with a cavity for receiving an aerosol generating substrate, providing an external heating element, and providing an elongated temperature sensor in the cavity. When using an aerosol generating article, the aerosol generating substrate is inserted into the cavity. The method further includes detecting the temperature of the aerosol-generating substrate by means of an elongated temperature sensor that is placed in direct contact with the aerosol-generating substrate.

В способе согласно настоящему изобретению продолговатый датчик температуры может содержать точку определения температуры, такую как термопара или оптоволоконный микрозонд.In the method according to the present invention, the elongated temperature sensor may contain a temperature detection point, such as a thermocouple or a fiber optic microprobe.

Продолговатый датчик температуры может содержать одну, две, три или более точек определения температуры, расположенных в различных положениях вдоль длины датчика температуры.The elongated temperature sensor may include one, two, three or more temperature detection points located at various positions along the length of the temperature sensor.

Продолговатый датчик температуры является трубчатым, твердым или частично твердым.The elongated temperature sensor is tubular, solid or partially solid.

В способе согласно настоящему изобретению нагревательный элемент может определять полость устройства, генерирующего аэрозоль.In the method according to the present invention, the heating element may define the cavity of the aerosol generating device.

В способе согласно настоящему изобретению нагревательный элемент может представлять собой индукционный нагревательный элемент, содержащий катушку индуктивности и токоприемный узел.In the method according to the present invention, the heating element may be an induction heating element containing an inductor and a current collector assembly.

В способе согласно настоящему изобретению индукционный нагревательный элемент, применяемый в способе согласно настоящему изобретению, может содержать две катушки индуктивности.In the method according to the present invention, the induction heating element used in the method according to the present invention may comprise two inductors.

Одна или более катушек индуктивности могут быть выполнены таким образом, чтобы они располагались в направлении радиально наружу от токоприемного узла.The one or more inductors may be configured to extend radially outward from the current collector assembly.

Способ может дополнительно включать обеспечение защитного механизма для защиты продолговатого датчика температуры в полости.The method may further include providing a protective mechanism to protect the elongated cavity temperature sensor.

Защитный механизм может содержать подвижный поршень, который расположен внутри полости между стенками полости и датчиком температуры.The protective mechanism may include a movable piston that is located inside the cavity between the walls of the cavity and the temperature sensor.

Защитный механизм может дополнительно содержать пружину сжатия, которая выполнена с возможностью смещать подвижный поршень в положение, в котором подвижный поршень по меньшей мере частично покрывает продолговатый датчик температуры, когда в полость не вставлен субстрат, образующий аэрозоль. Предпочтительно пружина сжатия выполнена с возможностью смещать подвижный поршень в положение, в котором подвижный поршень по меньшей мере частично покрывает продолговатый датчик температуры в отсутствие субстрата, образующего аэрозоль, полностью вставленного в полость.The safety mechanism may further comprise a compression spring that is configured to bias the movable piston to a position where the movable piston at least partially covers the elongated temperature sensor when no aerosol generating substrate is inserted into the cavity. Preferably, the compression spring is configured to bias the movable piston to a position where the movable piston at least partially covers the elongated temperature sensor in the absence of an aerosol generating substrate fully inserted into the cavity.

В способе по настоящему изобретению подвижный поршень может быть снабжен центральным отверстием, через которое проходит продолговатый датчик температуры.In the method of the present invention, the movable piston may be provided with a central hole through which an elongated temperature sensor passes.

Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления настоящего изобретения.The features described in relation to one embodiment can be equally applied to other embodiments of the present invention.

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 представлен вариант осуществления настоящего изобретения;in FIG. 1 shows an embodiment of the present invention;

на Фиг. 2 показан увеличенный вид варианта осуществления по Фиг. 1;in FIG. 2 is an enlarged view of the embodiment of FIG. 1;

на Фиг. 3 показан процесс вставки изделия, генерирующего аэрозоль;in FIG. 3 shows the process of inserting an aerosol generating article;

на Фиг. 4 показаны варианты осуществления продолговатых датчиков температуры;in FIG. 4 shows embodiments of elongated temperature sensors;

на Фиг. 5 показан детализированный вид подвижного поршня;in FIG. 5 shows a detailed view of the movable piston;

На Фиг. 6 показан детализированный вид токоприемного элемента.On FIG. 6 shows a detailed view of the current collector.

На Фиг. 1 представлен вариант осуществления устройства 10, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, содержит по существу цилиндрический кожух 12 устройства с формой и размером, подобными традиционной сигарете. Кожух 12 устройства определяет полость 14 устройства на ближнем конце устройства 10, генерирующего аэрозоль. Полость 14 является по существу цилиндрической, открытой на ближнем конце, и по существу закрытой на дальнем конце, противоположном ближнему концу. Полость 14 выполнена с возможностью размещения в ней сегмента, генерирующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.On FIG. 1 shows an embodiment of an aerosol generating device 10 according to the present invention. The aerosol generating device 10 comprises a substantially cylindrical device casing 12 with a shape and size similar to a traditional cigarette. The device housing 12 defines a device cavity 14 at the proximal end of the aerosol generating device 10. The cavity 14 is essentially cylindrical, open at the proximal end, and substantially closed at the distal end opposite the proximal end. The cavity 14 is configured to accommodate an aerosol generating segment of an aerosol generating article.

Внутри полости 14 предусмотрен продолговатый датчик 40 температуры. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в полость, продолговатый датчик 40 температуры расположен в прямом контакте с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Продолговатый датчик 40 температуры обеспечивает возможность прямого измерения фактической температуры субстрата, образующего аэрозоль.An elongated temperature sensor 40 is provided inside the cavity 14. When the aerosol generating article is inserted into the cavity, the elongated temperature sensor 40 is placed in direct contact with the aerosol generating substrate of the aerosol generating article. The elongated temperature sensor 40 enables direct measurement of the actual temperature of the aerosol generating substrate.

Устройство 10, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит источник 16 питания в форме перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 18 в форме печатной платы, содержащей микропроцессор, порт 19 электрического соединения и индукционный нагревательный элемент 20. Все из источника 16 питания, контроллера 18 и индукционного нагревательного элемента 20 размещены внутри кожуха 12. Индукционный нагревательный элемент 20 устройства 10, генерирующего аэрозоль, расположен на ближнем конце устройства 10 и в целом размещен вокруг полости 14 устройства. Порт 19 электрического соединения расположен на дальнем конце кожуха 12 устройства, противоположно полости 14 устройства.The aerosol generating device 10 further comprises a power supply 16 in the form of a rechargeable nickel-cadmium battery, a controller 18 in the form of a printed circuit board containing a microprocessor, an electrical connection port 19 and an induction heating element 20. All of the power supply 16, the controller 18 and the induction heating element 20 are placed inside the casing 12. The induction heating element 20 of the aerosol generating device 10 is located at the proximal end of the device 10 and generally placed around the cavity 14 of the device. The electrical connection port 19 is located at the distal end of the device case 12, opposite the device cavity 14.

Контроллер 18 выполнен с возможностью управления подачей питания от источника 16 питания к индукционному нагревательному элементу 20. Контроллер 18 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный и выполнен с возможностью подачи изменяющегося или переменного тока на индукционное нагревательное устройство 20. Контроллер 18 также выполнен с возможностью управления перезарядкой источника 16 питания с помощью внешнего источника электроэнергии, подключаемого к порту 19 электрического соединения. Кроме того, контроллер 18 содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, что пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, размещенном в полости 14 устройства.The controller 18 is configured to control the supply of power from the power supply 16 to the induction heating element 20. The controller 18 further comprises a DC/AC converter and is configured to supply a variable or alternating current to the induction heating device 20. The controller 18 is also configured to control recharging. source 16 power using an external source of electricity connected to the port 19 of the electrical connection. In addition, the controller 18 includes a puff sensor (not shown) configured to detect that the user is puffing on the aerosol generating article placed in the cavity 14 of the device.

На Фиг. 2 представлен увеличенный вид ближнего конца устройства, генерирующего аэрозоль, на котором более подробно показаны полость 14 и индукционный нагревательный элемент 20.On FIG. 2 is an enlarged view of the proximal end of the aerosol generating device showing cavity 14 and induction heating element 20 in greater detail.

Индукционный нагревательный элемент 20 содержит токоприемный узел 22. Токоприемный узел 22 представляет собой единственный трубчатый токоприемный элемент. Этот единственный трубчатый токоприемный элемент определяет углубление, в котором размещают изделие, генерирующее аэрозоль.The induction heating element 20 includes a current collector 22. The current collector 22 is a single tubular current collector. This single tubular susceptor defines a recess in which the aerosol generating article is placed.

Индукционный нагревательный элемент 20 дополнительно содержит шесть катушек 24 индуктивности, расположенных вокруг трубчатого токоприемного элемента. Между катушками 24 индуктивности предусмотрены концентраторы 26 потока.The induction heating element 20 further comprises six inductors 24 arranged around the tubular current collector. Flow concentrators 26 are provided between the inductors 24.

Между кожухом 12 и индукционным нагревательным элементом 20 расположен трубчатый теплоизоляционный элемент 28. Этот теплоизоляционный элемент 28 используется для защиты кожуха 12 от избытка тепла.Between the casing 12 and the induction heating element 20 is a tubular heat-insulating element 28. This heat-insulating element 28 is used to protect the casing 12 from excess heat.

Продолговатый датчик 40 температуры предусмотрен в центре полости 14. Продолговатый датчик 40 температуры установлен на поверхности 30 основания полости 14 посредством конического соединительного элемента 32. Продолговатый датчик 40 температуры представляет собой тонкий элемент в форме иглы, имеющий диаметр 1 миллиметр. Форма продолговатого датчика температуры 40 такова, что дополнительное усилие, необходимое для вставки датчика температуры 40 в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, не ощущается пользователем.An elongated temperature sensor 40 is provided at the center of the cavity 14. An elongated temperature sensor 40 is mounted on the base surface 30 of the cavity 14 via a conical connector 32. The elongated temperature sensor 40 is a thin, needle-shaped element having a diameter of 1 millimeter. The shape of the elongated temperature sensor 40 is such that the extra force required to insert the temperature sensor 40 into the aerosol generating substrate of the aerosol generating article is not felt by the user.

Однако продолговатый датчик температуры 40 также подвержен деформации в процессе вставки и извлечения изделия, генерирующего аэрозоль, из полости 14. Во избежание такой деформации в полости 14 предусмотрен защитный механизм 50. Этот защитный механизм 50 содержит подвижный поршень 52 и пружину 54 сжатия. Подвижный поршень 52 защищает и стабилизирует свободный конец 42 продолговатого датчика температуры при вставке изделия, генерирующего аэрозоль.However, the elongated temperature sensor 40 is also subject to deformation during the insertion and removal of the aerosol generating article from the cavity 14. To prevent such deformation, a protection mechanism 50 is provided in the cavity 14. This protection mechanism 50 includes a movable piston 52 and a compression spring 54. The movable piston 52 protects and stabilizes the free end 42 of the oblong temperature sensor when the aerosol generating article is inserted.

Подвижный поршень 52 имеет в целом цилиндрическую форму. Он имеет двойную цилиндрическую конструкцию, содержащую внешнюю цилиндрическую боковую стенку 56 и внутреннюю цилиндрическую боковую стенку 58. Внешняя цилиндрическая боковая стенка 56 определяет внешнюю форму поршня 52 и контактирует с внутренней боковой стенкой трубчатого токоприемного элемента 22. Внутренняя цилиндрическая боковая стенка 58 определяет канал, через который продолговатый датчик 40 температуры направляется при перемещении подвижного поршня 52 в полости 14.The movable piston 52 has a generally cylindrical shape. It has a double cylindrical structure, comprising an outer cylindrical side wall 56 and an inner cylindrical side wall 58. The outer cylindrical side wall 56 defines the outer shape of the piston 52 and contacts the inner side wall of the tubular current collector 22. The inner cylindrical side wall 58 defines a channel through which the elongated temperature sensor 40 is guided by the movement of the movable piston 52 in the cavity 14.

Подвижный поршень дополнительно содержит центральное отверстие 60 для обеспечения возможности прохождения через него датчика температуры. Центральное отверстие 60 предусмотрено в ближней торцевой поверхности 62 подвижного поршня 52.The movable piston further comprises a central hole 60 to allow a temperature sensor to pass through. The central hole 60 is provided in the proximal end surface 62 of the movable piston 52.

Пружина 54 сжатия расположена таким образом, что ее ближний конец расположен между внутренней и внешней боковыми стенками 56, 58 подвижного поршня 52. Дальний конец пружины 54 сжатия выполнен смежно с поверхностью основания полости.The compression spring 54 is located such that its proximal end is located between the inner and outer side walls 56, 58 of the movable piston 52. The distal end of the compression spring 54 is provided adjacent to the cavity base surface.

Как показано на Фиг. 3, подвижный поршень может быть расположен с возможностью перемещения между первым положением (вид слева на Фиг. 3) и вторым положением (вид справа на Фиг. 3) в полости 14.As shown in FIG. 3, the movable piston may be movable between a first position (left side view in FIG. 3) and a second position (right side side view in FIG. 3) in cavity 14.

Поршень выполнен с возможностью принимать первое положение, когда в полость не вставлено изделие 11, генерирующее аэрозоль. В первом положении подвижный поршень 52 расположен в полости 14 таким образом, что дальняя торцевая поверхность 62 подвижного поршня 52 покрывает свободный конец 42 продолговатого датчика 40 температуры. Пружина 54 сжатия обеспечивает смещение подвижного поршня в первое положение, когда в полость 14 не вставлено изделие 11, генерирующее аэрозоль. В полости 14 предусмотрен стопорный элемент (не показан) для ограничения продольного движения наружу подвижного поршня 52.The piston is configured to assume the first position when no aerosol generating article 11 is inserted into the cavity. In the first position, the movable piston 52 is located in the cavity 14 so that the distal end surface 62 of the movable piston 52 covers the free end 42 of the elongated temperature sensor 40. The compression spring 54 moves the movable piston to the first position when no aerosol generating article 11 is inserted into the cavity 14. A locking element (not shown) is provided in the cavity 14 to restrict the longitudinal outward movement of the movable piston 52.

При вставке изделия 11, генерирующего аэрозоль, в полость 14 дальний конец изделия 11, генерирующего аэрозоль, входит в зацепление с подвижным поршнем 52 и толкает подвижный поршень 52 к поверхности 30 основания полости 14. В ходе этого процесса подвижный поршень 52 поддерживает свободный конец 42 продолговатого датчика 40 температуры. Как видно на двух видах частично в разрезе справа на Фиг. 3, подвижный поршень 52 обеспечивает удерживание датчика 40 температуры в центральном положении в субстрате 13, образующем аэрозоль, изделия 11, генерирующего аэрозоль.When the aerosol generating article 11 is inserted into the cavity 14, the distal end of the aerosol generating article 11 engages the movable piston 52 and pushes the movable piston 52 against the base surface 30 of the cavity 14. During this process, the movable piston 52 supports the free end 42 of the elongated temperature sensor 40. As seen in the two views, partly in section on the right in FIG. 3, the movable piston 52 maintains the temperature sensor 40 in a central position in the aerosol generating substrate 13 of the aerosol generating article 11.

Пружина 54 сжатия изготовлена из термопластичной полиэфиримидной (PEI) смолы, которая представляет собой устойчивый материал и которая не взаимодействует с магнитным полем, генерируемым катушками 24 индуктивности. Сила упругости пружины 54 сжатия является достаточно низкой, такой, что сила трения между изделием 11, генерирующим аэрозоль, и трубчатым токоприемным элементом удерживает подвижный поршень 52 во втором положении.The compression spring 54 is made of thermoplastic polyesterimide (PEI) resin, which is a stable material and which does not interact with the magnetic field generated by the inductors 24. The resilience force of the compression spring 54 is sufficiently low such that the frictional force between the aerosol generating article 11 and the tubular susceptor keeps the movable piston 52 in the second position.

Внутренняя цилиндрическая боковая стенка 58 подвижного поршня 52 имеет коническую форму, которая соответствует конической форме конического установочного элемента 32, проходящего от поверхности 30 основания полости 14.The inner cylindrical side wall 58 of the movable piston 52 has a conical shape which corresponds to the conical shape of the conical mounting member 32 extending from the base surface 30 of the cavity 14.

На Фиг. 4 приведен детализированный вид в перспективе подвижного поршня 52. Подвижный поршень 52 имеет цилиндрическую форму. В ближней торцевой поверхности 62 (это верхняя торцевая поверхность на виде, показанном на Фиг. 4) подвижного поршня 52 предусмотрено центральное отверстие 60. Это центральное отверстие 60 используется для направления датчика 40 температуры во время осевого движения поршня 52. Кроме того, в подвижном поршне 52 предусмотрены дополнительные отверстия 44, 46. Эти дополнительные отверстия используются для создания пути потока воздуха из полости в и через изделие, генерирующее аэрозоль.On FIG. 4 is a detailed perspective view of the movable piston 52. The movable piston 52 has a cylindrical shape. In the proximal end surface 62 (this is the upper end surface in the view shown in Fig. 4) of the movable piston 52, a central hole 60 is provided. This central hole 60 is used to guide the temperature sensor 40 during the axial movement of the piston 52. In addition, in the movable piston 52, additional openings 44, 46 are provided. These additional openings are used to provide an air flow path from the cavity into and through the aerosol generating article.

На краю центрального отверстия 60 предусмотрены мембраны 64 из полимерного материала. Аналогичные мембраны 66 также предусмотрены на внешней окружающей части верхней торцевой поверхности 62 подвижного поршня 52. При перемещении поршня вдоль продольной оси полости мембраны 64, 66 скребут по датчику температуры и внутренней боковой стенке полости и счищают остатки или загрязнения, налипшие на них. Таким образом, мембраны 64, 66 образуют обтирочный элемент и обеспечивают предотвращение загрязнения внутренней поверхности полости 14 и, в частности, датчика 40 температуры.At the edge of the central hole 60 membranes 64 made of polymeric material are provided. Similar membranes 66 are also provided on the outer surrounding portion of the upper end surface 62 of the movable piston 52. As the piston moves along the longitudinal axis of the cavity, the membranes 64, 66 scrape against the temperature sensor and the inner side wall of the cavity and scrape off any debris or debris adhering to them. Thus, the membranes 64, 66 form a wiping element and prevent contamination of the inner surface of the cavity 14 and, in particular, the temperature sensor 40.

На Фиг. 5 изображены различные варианты осуществления трубчатого токоприемного элемента. Все из этих трубчатых токоприемных элементов имеют в целом цилиндрическую форму и различаются только конфигурацией отверстий 48 для потока воздуха, предусмотренных в них. В конфигурации, показанной на изображении слева на Фиг. 5, отверстия 48 для потока воздуха предусмотрены только вблизи поверхности 30 основания полости 14. В этой конфигурации окружающий воздух, который втягивается в устройство через впуски для воздуха в кожухе 12, может поступать в полость 14 через отверстия 48 для потока воздуха. За счет втягивания пользователем на мундштучном конце изделия, генерирующего аэрозоль, этот окружающий воздух направляется через дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, и его можно вдыхать.On FIG. 5 shows various embodiments of the tubular current collector. All of these tubular current collectors are generally cylindrical in shape and differ only in the configuration of the airflow holes 48 provided therein. In the configuration shown in the image on the left in FIG. 5, airflow holes 48 are provided only near the base surface 30 of cavity 14. In this configuration, ambient air that is drawn into the device through air inlets in housing 12 can enter cavity 14 through airflow holes 48. By being drawn in by the user at the mouth end of the aerosol generating article, this ambient air is directed through the distal end of the aerosol generating article and can be inhaled.

Дополнительные варианты осуществления, показанные на дополнительных изображениях на Фиг. 5, содержат дополнительные отверстия 49 для потока воздуха по длине трубчатого токоприемного элемента. В частности, при использовании изделий, генерирующих аэрозоль, с соответствующим образом выполненными устройствами 10, генерирующими аэрозоль, могут быть созданы дополнительные пути воздушного потока через изделие, генерирующее аэрозоль.Additional embodiments shown in the additional images in FIG. 5 contain additional holes 49 for air flow along the length of the tubular current collector. In particular, by using aerosol generating articles with suitably configured aerosol generating devices 10, additional airflow paths through the aerosol generating article can be created.

На Фиг. 6 показаны различные варианты осуществления продолговатого датчика 40 температуры для использования в устройстве 10, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению. На верхнем изображении, показанном на Фиг. 6, показан оптоволоконный микрозонд, содержащий единственную точку 38 определения. Оптоволоконный микрозонд имеет форму иглы и содержит оптическое волокно 41, которое снабжено покрытием 43 из политетрафторэтилена (PTFE). Диаметр оптоволоконного микрозонда составляет приблизительно 1 миллиметр. Один конец оптоволоконного микрозонда прикреплен к коническому установочному элементу 32. Свободный конец 42 оптоволоконного микрозонда снабжен точкой 38 определения, которая содержит кристалл арсенида галлия (GaAs).On FIG. 6 shows various embodiments of an elongated temperature sensor 40 for use in an aerosol generating device 10 according to the present invention. In the top image shown in Fig. 6 shows a fiber optic microprobe containing a single detection point 38. The optical fiber microprobe is shaped like a needle and contains an optical fiber 41 which is provided with a polytetrafluoroethylene (PTFE) coating 43 . The diameter of the fiber optic microprobe is approximately 1 mm. One end of the fiber optic microprobe is attached to a conical mounting member 32. The free end 42 of the fiber optic microprobe is provided with a detection point 38 which contains a gallium arsenide (GaAs) crystal.

На нижнем изображении, представленном на Фиг. 6, показан оптоволоконный микрозонд, содержащий две точки 38a, 38b определения. Каждая точка 381, 38b определения содержит чувствительный кристалл GaAs и соединена с оптоволокном 41. Использование двух или даже более оптических точек 38 определения позволяет получить более подробную информацию о фактическом температурном режиме в субстрате, образующем аэрозоль.In the lower image shown in Fig. 6 shows a fiber optic microprobe containing two detection points 38a, 38b. Each detection point 381, 38b contains a sensitive GaAs crystal and is connected to an optical fiber 41. The use of two or more optical detection points 38 allows more detailed information about the actual temperature in the aerosol forming substrate to be obtained.

Claims

1. An aerosol generating device, comprising:

a cavity for receiving an aerosol-forming substrate;

an external heating element of the aerosol generating device configured to exclusively externally heat the aerosol-forming substrate when the aerosol-forming substrate is placed in the cavity, and

an elongated temperature sensor that is provided in the cavity, and wherein the elongated temperature sensor is configured to penetrate the aerosol-forming substrate by placing the aerosol-forming substrate in the cavity, the elongated temperature sensor comprising at least one temperature detection point.

2. An aerosol generating device according to claim 1, characterized in that the elongated temperature sensor contains a temperature detection point, such as a thermocouple or a fiber optic microprobe.

3. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the elongated temperature sensor comprises additional temperature detection points located at various positions along the length of the temperature sensor.

4. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the elongated temperature sensor is tubular, solid or made of polyaryl terketone, polyether ether ketone, polyether ether ketone ketone or polytetrafluoroethylene.

5. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating element at least partially defines a cavity.

6. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating element is an induction heating element comprising at least one inductor and a susceptor assembly.

7. An aerosol generating device according to claim 6, characterized in that the inductor is disposed radially outward from the susceptor assembly.

8. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, comprising a protective mechanism for protecting the elongated cavity temperature sensor.

9. The device for generating an aerosol according to claim 8, characterized in that the protective mechanism contains a movable piston, which is located inside the cavity between the walls of the cavity and the temperature sensor.

10. The aerosol generating apparatus of claim 9, wherein a compression spring is provided that is configured to bias the movable piston to a position where the movable piston at least partially covers the elongated temperature sensor when the cavity is free of aerosol-forming substrate.

11. A device for generating an aerosol according to any one of paragraphs. 9 or 10, characterized in that the movable piston is provided with a central hole through which an elongated temperature sensor passes.

12. The device for generating an aerosol according to claim 11, characterized in that the central hole is provided with a wiping element, which is configured to clean debris adhering to the elongated temperature sensor when moving the movable piston in the cavity.

13. System for generating an aerosol, containing a device for generating an aerosol according to any one of paragraphs. 1-12 and an aerosol generating article, wherein, when using the aerosol generating device, the aerosol generating article is inserted into the cavity of the aerosol generating device.

14. A method for generating an inhalable aerosol in an aerosol generating device, comprising the steps of:

providing an aerosol generating device with a cavity for accommodating an aerosol-generating substrate; And

providing an external heating element of the aerosol generating device configured to exclusively externally heat the aerosol-forming substrate when said aerosol-forming substrate is placed in the cavity;

providing an elongated temperature sensor in the cavity, which, when used with an aerosol generating device, is configured to penetrate the aerosol-generating substrate; And

determining the temperature of the aerosol-forming substrate by means of an elongated temperature sensor.