RU2814485C2

RU2814485C2 - Aerosol generating system and leak proof cartridge

Info

Publication number: RU2814485C2
Application number: RU2021116141A
Authority: RU
Inventors: Али Мурат САЙГИЛИ
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2024-02-29

Abstract

FIELD: aerosol generating systems.

SUBSTANCE: group of inventions relates to an aerosol generating system and a cartridge for an electrically heated aerosol generating system. The aerosol generating system comprises a housing and an aerosol generating substrate at least partially located in said housing. The housing includes an air inlet located on the first housing portion; an air outlet located on the second part of the housing; an air flow path extending through the housing from the air inlet to the air outlet; a spray chamber in the air flow channel; an aerosol generating element in the spray chamber configured to spray an aerosol-forming substrate to generate an aerosol; and an inlet filter in an air flow passage between the air inlet and the spray chamber. The inlet filter includes a plurality of screens, including a first screen with a first hole size and a second screen with a second hole size. The second hole size is different from the first hole size.

EFFECT: inventions prevent the passage of liquid droplets larger than a predetermined size in the channel for air flow through the exhaust filter.

12 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, и, в частности, к системам, генерирующим аэрозоль, которые производят аэрозоль для вдыхания пользователем.The present invention relates to aerosol generating systems, and in particular to aerosol generating systems that produce an aerosol for inhalation by a user.

Одним из типов системы, генерирующей аэрозоль, является курительная система с электрическим нагревом, которая генерирует аэрозоль для вдыхания пользователем. Курительные системы с электрическим нагревом могут иметь различные формы. Одним из популярных типов системы для курения с электрическим нагревом является электронная сигарета, которая испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, или другую конденсированную форму субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. One type of aerosol generating system is an electrically heated smoking system that generates an aerosol for inhalation by the user. Electrically heated smoking systems come in a variety of forms. One popular type of electrically heated smoking system is the electronic cigarette, which vaporizes a liquid aerosol substrate or other condensed form of an aerosol substrate to generate an aerosol.

В публикации WO 2015/117702 A описана система, генерирующая аэрозоль, которая нагревает жидкий субстрат с образованием аэрозоля. Нагрев осуществляется с помощью сетки из нагревательных нитей. Жидкость из резервуара для жидкости к сетке перемещает капиллярный материал с одной стороны сетки. Канал для потока воздуха находится на другой стороне сетки. Испаренный жидкий субстрат, образующий аэрозоль, проходит через сетку в канал для потока воздуха. Сетка, вместе с капиллярным материалом, используется для предотвращения попадания капель жидкости в канал для потока воздуха. Однако некоторое количество капель жидкости может проходить через сетку или вокруг нее в канал для потока воздуха. Кроме того, некоторое количество испаренного субстрата может конденсироваться на стенках канала для потока воздуха и образовывать капли значительного размера.Publication WO 2015/117702 A describes an aerosol generating system that heats a liquid substrate to form an aerosol. Heating is carried out using a grid of heating threads. Liquid from the fluid reservoir to the mesh moves capillary material on one side of the mesh. The air flow channel is on the other side of the mesh. The evaporated liquid substrate, forming an aerosol, passes through the mesh into the air flow channel. The mesh, together with the capillary material, is used to prevent liquid droplets from entering the air flow channel. However, some liquid droplets may pass through or around the mesh into the airflow channel. In addition, some of the evaporated substrate may condense on the walls of the air flow channel and form droplets of significant size.

Образование крупных капель жидкости в канале для потока воздуха нежелательно, так как большие капли жидкости могут вызывать неприятные ощущения у пользователя, если они достигают рта пользователя или выходят из системы иным образом. Капли жидкости также могут повредить или нарушить работу других частей системы, в частности, электронных компонентов системы. Поэтому желательно предотвращать попадание капель жидкости в эти части системы.The formation of large droplets of liquid in the airflow passage is undesirable because large droplets of liquid may cause discomfort to the user if they reach the user's mouth or otherwise exit the system. Liquid droplets can also damage or impair the operation of other parts of the system, particularly the electronic components of the system. It is therefore desirable to prevent liquid droplets from entering these parts of the system.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль, содержащая:According to a first aspect of the present invention, there is provided an aerosol generating system comprising:

субстрат, образующий аэрозоль;aerosol-forming substrate;

впускное отверстие для воздуха;air inlet;

выпускное отверстие для воздуха;air outlet;

канал для потока воздуха, проходящий от впускного отверстия для воздуха до выпускного отверстия для воздуха;an air flow path extending from the air inlet to the air outlet;

распылительную камеру в канале для потока воздуха;a spray chamber in the air flow channel;

элемент, генерирующий аэрозоль, в распылительной камере, выполненный с возможностью распыления субстрата, образующего аэрозоль, с генерированием аэрозоля; иan aerosol generating element in the spray chamber configured to spray an aerosol-forming substrate to generate an aerosol; And

впускной фильтр в канале для потока воздуха между впускным отверстием для воздуха и распылительной камерой.an inlet filter in the air flow path between the air inlet and the spray chamber.

Преимущественно впускной фильтр выполнен таким образом, чтобы давать возможность воздуху проходить в канал для потока воздуха из впускного отверстия для воздуха через впускной фильтр, но при этом выполнен таким образом, чтобы предотвращать прохождение капель жидкости больше предварительно заданного размера в канале для потока воздуха через впускной фильтр к впускному отверстию для воздуха. Advantageously, the intake filter is configured to allow air to pass into the air flow passage from the air inlet through the intake filter, but is configured to prevent liquid droplets larger than a predetermined size from passing through the air flow passage through the intake filter. to the air inlet.

Впускной фильтр может содержать сетку. Сетка может перекрывать канал для потока воздуха таким образом, чтобы воздух, проходящий от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха через канал для потока воздуха, обязательно проходил через сетку.The inlet filter may include a mesh. The mesh may block the air flow path so that air passing from the air inlet to the air outlet through the air flow path necessarily passes through the mesh.

В некоторых вариантах реализации впускной фильтр содержит сетку, образованную из проволоки, имеющей диаметр от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм. Впускной фильтр может содержать сетку, имеющую промежутки с диаметром от 20 до 200 мкм.In some embodiments, the inlet filter includes a mesh formed from wire having a diameter of from about 10 microns to about 100 microns. The inlet filter may contain a mesh having gaps with a diameter of from 20 to 200 microns.

Впускной фильтр может содержать множество сеток. Сетки этого множества могут быть расположены параллельно друг другу, на расстоянии друг от друга вдоль канала для потока воздуха. Обеспечение множества сеток может снизить вероятность утечки жидкости через фильтр. The inlet filter may contain a plurality of screens. The grids of this plurality can be arranged parallel to each other, spaced apart along the air flow channel. Providing multiple meshes can reduce the chance of fluid leaking through the filter.

Сетки множества могут отличаться друг от друга. Например, впускной фильтр может содержать первую сетку с первым размером отверстий и вторую сетку с относительно меньшим размером отверстий, причем первая сетка расположена ближе к элементу, генерирующему аэрозоль, чем вторая сетка. При такой компоновке капли большего размера блокируются первой сеткой. Это предотвращает забивание второй сетки более крупными каплями, что может значительно снизить поток воздуха. Более мелкие капли, которые проходят через первую сетку, блокируются второй сеткой и могут проходить обратно через первую сетку и возвращаться в распылительную камеру. Впускной фильтр может содержать более двух различных сеток, расположенных таким образом.Set grids may differ from each other. For example, the inlet filter may include a first mesh with a first mesh size and a second mesh with a relatively smaller mesh size, the first mesh being located closer to the aerosol generating element than the second mesh. With this arrangement, larger droplets are blocked by the first mesh. This prevents larger droplets from clogging the second mesh, which can significantly reduce airflow. Smaller droplets that pass through the first mesh are blocked by the second mesh and can pass back through the first mesh and return to the spray chamber. The inlet filter may contain more than two different screens arranged in this manner.

Система, генерирующая аэрозоль, может дополнительно содержать выпускной фильтр в канале для потока воздуха между выпускным отверстием для воздуха и распылительной камерой. Выпускной фильтр может быть выполнен таким образом, чтобы давать возможность аэрозолю выходить из канала для потока воздуха через выпускной фильтр, но при этом выполнен таким образом, чтобы предотвращать прохождение капель жидкости больше предварительно заданного размера в канале для потока воздуха через выпускной фильтр.The aerosol generating system may further comprise an outlet filter in an air flow path between the air outlet and the spray chamber. The outlet filter may be configured to allow aerosol to exit the air flow path through the outlet filter, but is configured to prevent liquid droplets larger than a predetermined size from passing through the air flow path through the outlet filter.

Выпускной фильтр может содержать сетку. Выпускной фильтр может содержать множество сеток таким же образом, как описано применительно к впускному фильтру. Сетки этого множества могут быть расположены параллельно друг другу, на расстоянии друг от друга вдоль канала для потока воздуха.The outlet filter may include a mesh. The outlet filter may comprise a plurality of screens in the same manner as described for the inlet filter. The grids of this plurality can be arranged parallel to each other, spaced apart along the air flow channel.

Сетки этого множества могут отличаться друг от друга для эффективного блокирования капель разных размеров.This variety of meshes can differ from each other to effectively block droplets of different sizes.

Выпускной фильтр может содержать сетку, образованную из проволоки, имеющей диаметр от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм. Выпускной фильтр может содержать сетку, имеющую промежутки с диаметром от 20 до 200 мкм.The outlet filter may comprise a mesh formed from wire having a diameter of from about 10 microns to about 100 microns. The outlet filter may contain a mesh having gaps with a diameter of from 20 to 200 microns.

Если впускной или выпускной фильтр содержит сетку, сетка может быть преимущественно выполнена из коррозионностойкого материала, такого как нержавеющая сталь. Сетка может быть покрыта материалом, который увеличивает гидрофобность или олеофобность сетки. Например, нанопокрытия из карбида кремния, оксида кремния, фторполимеров, оксида титана или оксида алюминия могут быть нанесены на сетку или на нити, перед образованием сетки из нитей, путем осаждения жидкой фазы, осаждения паровой фазы или термического плазменного испарения.If the inlet or outlet filter includes a mesh, the mesh may advantageously be made of a corrosion-resistant material such as stainless steel. The mesh may be coated with a material that increases the hydrophobicity or oleophobicity of the mesh. For example, nanocoatings of silicon carbide, silicon oxide, fluoropolymers, titanium oxide or alumina can be applied to the mesh or filaments, prior to the formation of the filament mesh, by liquid phase deposition, vapor deposition or thermal plasma evaporation.

Если впускной или выпускной фильтр содержит сетку, образованную из множества нитей, нити могут быть расположены в виде квадратного переплетения, при котором угол между нитями, которые контактируют друг с другом, составляет приблизительно 90°. Однако можно использовать другие углы между нитями, которые контактируют друг с другом. Предпочтительно угол между нитями, которые контактируют друг с другом, составляет от 30° до 90°. Множество нитей может содержать тканый или нетканый материал.If the inlet or outlet filter contains a mesh formed from a plurality of threads, the threads may be arranged in a square weave such that the angle between the threads that contact each other is approximately 90°. However, other angles can be used between threads that are in contact with each other. Preferably, the angle between the threads that contact each other is from 30° to 90°. The plurality of threads may comprise woven or non-woven material.

Канал для потока воздуха может проходить по прямой линии между впускным отверстием для воздуха и выпускным отверстием для воздуха. Это обеспечивает простоту конструкции и сборки и снижает вероятность скопления конденсата в определенных местах пути потока воздуха.The air flow path may extend in a straight line between the air inlet and the air outlet. This allows for ease of design and assembly and reduces the likelihood of condensation accumulating in certain areas of the air flow path.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать камеру субстрата для удерживания субстрата, генерирующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. В этом случае камера субстрата может быть описана как резервуар для жидкости. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым при комнатной температуре или может находиться в другой конденсированной форме, такой как гель, при комнатной температуре. Элемент, генерирующий аэрозоль, может быть расположен, по меньшей мере частично, между камерой субстрата и каналом для потока воздуха.The aerosol generating system may include a substrate chamber for containing the aerosol generating substrate. The aerosol-forming substrate may be liquid at room temperature. In this case, the substrate chamber can be described as a liquid reservoir. The aerosol-forming substrate may be solid at room temperature or may be in another condensed form, such as a gel, at room temperature. The aerosol generating element may be located at least partially between the substrate chamber and the air flow channel.

Элемент, генерирующий аэрозоль, может содержать нагревательный элемент. Нагрев субстрата, образующего аэрозоль, может приводить к высвобождению летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль, в виде пара. Затем пар охлаждается в потоке воздуха с образованием аэрозоля.The aerosol generating element may include a heating element. Heating the aerosol-forming substrate may cause volatile compounds to be released from the aerosol-forming substrate as vapor. The steam is then cooled in the air flow to form an aerosol.

Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью функционирования за счет резистивного нагрева. Другими словами, нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью генерирования тепла при прохождении электрического тока через нагревательный элемент.The heating element may be configured to operate by resistive heating. In other words, the heating element may be configured to generate heat when electric current passes through the heating element.

Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью функционирования за счет индукционного нагрева. Другими словами, нагревательный элемент может содержать токоприемник, который в процессе работы нагревается вихревыми токами, индуцированными в токоприемнике. Гистерезисные потери также могут вносить вклад в индукционный нагрев. The heating element may be configured to operate by induction heating. In other words, the heating element may comprise a pantograph which, during operation, is heated by eddy currents induced in the pantograph. Hysteresis losses can also contribute to induction heating.

Нагревательный элемент может быть расположен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, за счет проводимости. Нагревательный элемент может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с субстратом, образующим аэрозоль. Нагревательный элемент может быть расположен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, за счет конвекции. В частности, нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева потока воздуха, который затем проходит через субстрат, образующий аэрозоль, или около него.The heating element may be positioned to heat the aerosol-forming substrate by conduction. The heating element may be in fluid communication, for example, in direct or indirect contact, with the aerosol-forming substrate. The heating element may be positioned to heat the aerosol-forming substrate by convection. In particular, the heating element may be configured to heat a stream of air which then passes through or near the aerosol-forming substrate.

Нагревательный элемент может быть проницаемым для текучей среды. В частности, нагревательный элемент может позволять пару из субстрата, образующего аэрозоль, проходить через нагревательный элемент в распылительную камеру. Нагревательный элемент может быть расположен между распылительной камерой и камерой субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может отделять распылительную камеру от камеры субстрата, образующего аэрозоль. Одна сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с каналом для потока воздуха, а противоположная сторона нагревательного элемента может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с субстратом, образующим аэрозоль.The heating element may be fluid permeable. In particular, the heating element may allow steam from the aerosol-forming substrate to pass through the heating element into the spray chamber. The heating element may be located between the spray chamber and the aerosol-forming substrate chamber. The heating element may separate the spray chamber from the aerosol-forming substrate chamber. One side of the heating element may be in fluid communication, such as direct or indirect contact, with the air flow passage, and the opposite side of the heating element may be in fluid communication, such as direct or indirect contact, with the substrate, forming an aerosol.

В некоторых вариантах осуществления нагревательный элемент представляет собой в целом плоский, проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, такой как сетка, перфорированная пластина или перфорированная фольга.In some embodiments, the heating element is a generally flat, fluid-permeable heating element, such as a mesh, perforated plate, or perforated foil.

Нагревательный элемент может содержать сетку, образованную из множества электропроводных нитей. Электропроводные нити могут образовывать промежутки между нитями, и эти промежутки могут иметь ширину от 10 до 100 мкм. Предпочтительно нити создают капиллярный эффект в промежутках, за счет чего в процессе использования испаряемый жидкий субстрат, образующий аэрозоль, втягивается в эти промежутки, что увеличивает площадь контакта между узлом нагревателя и жидкостью.The heating element may contain a mesh formed from a plurality of electrically conductive threads. The electrically conductive threads may form spaces between the threads, and these spaces may have a width of 10 to 100 microns. Preferably, the filaments create a capillary effect in the interstices, whereby during use, the evaporated liquid substrate forming an aerosol is drawn into the interstices, thereby increasing the contact area between the heater assembly and the liquid.

Электропроводные нити могут образовывать сетку с размером от 160 до 600 меш по стандарту США (+/- 10%) (т. е. от 160 до 600 нитей на дюйм (+/- 10%)). Ширина указанных промежутков предпочтительно составляет от 75 до 25 мкм. Процент открытой площади сетки, который является отношением площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от 25% до 56%. Сетка может быть образована с использованием разных типов плетеных или решетчатых структур. В альтернативном варианте осуществления электропроводные нити состоят из матрицы нитей, расположенных параллельно друг другу.Conductive yarns can form a mesh ranging from 160 to 600 US mesh (+/- 10%) (i.e. 160 to 600 threads per inch (+/- 10%)). The width of said spaces is preferably between 75 and 25 µm. The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the interstices to the total area of the mesh, is preferably from 25% to 56%. The mesh can be formed using different types of woven or lattice structures. In an alternative embodiment, the electrically conductive threads consist of a matrix of threads arranged parallel to each other.

Электропроводные нити могут иметь диаметр от 8 до 100 мкм, предпочтительно от 8 до 50 мкм и более предпочтительно от 8 до 39 мкм.The electrically conductive threads may have a diameter of 8 to 100 μm, preferably 8 to 50 μm, and more preferably 8 to 39 μm.

Площадь сетки, матрицы или тканого материала из электропроводных нитей может быть небольшой, предпочтительно меньшей или равной 25 мм², что обеспечивает возможность ее встраивания в удерживаемую рукой систему. Сетка, матрица или тканый материал из электропроводных нитей могут иметь, например, прямоугольную форму и размеры 5 мм на 2 мм.The area of the mesh, matrix or woven material of electrically conductive threads may be small, preferably less than or equal to 25 mm ² , so that it can be integrated into a hand-held system. The mesh, matrix or woven material of electrically conductive threads can have, for example, a rectangular shape and dimensions of 5 mm by 2 mm.

Электропроводные нити могут содержать любой подходящий электропроводный материал. Подходящие материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электро-«проводная» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® - зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляционными материалами. Предпочтительными материалами для электропроводных нитей являются нержавеющие стали марок 304, 316, 304L и 316L, а также графит.The electrically conductive threads may comprise any suitable electrically conductive material. Suitable materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically conductive ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made from ceramic material and metallic material. Such composite materials may contain alloyed or unalloyed ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum and platinum group metals. Examples of suitable metal alloys include stainless steel, constantan, nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese - and iron-containing alloys, as well as superalloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel, Timetal®, alloys based on iron and aluminum, as well as alloys based on iron, manganese and aluminum. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation. The threads may be coated with one or more insulating materials. The preferred materials for electrically conductive filaments are 304, 316, 304L and 316L stainless steels and graphite.

Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого материала из электропроводных нитей нагревательного элемента предпочтительно составляет от 0,3 до 4 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого материала из электропроводных нитей составляет от 0,5 до 3 Ом, более предпочтительно приблизительно 1 Ом.The electrical resistance of the mesh, matrix or woven material of the electrically conductive filaments of the heating element is preferably from 0.3 to 4 ohms. More preferably, the electrical resistance of the mesh, matrix or woven fabric of electrically conductive yarns is from 0.5 to 3 ohms, more preferably about 1 ohm.

Система может содержать электрические контакты, прикрепленные к нагревательному элементу. Электрический ток может протекать к нагревательному элементу и от него через электрические контакты. Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого материала из электропроводных нитей предпочтительно по меньшей мере на порядок и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка выше электрического сопротивления электрических контактов. Это гарантирует, что тепло будет генерироваться нагревательным элементом, а не электрическими контактами.The system may include electrical contacts attached to the heating element. Electrical current can flow to and from the heating element through electrical contacts. The electrical resistance of the mesh, matrix or woven material of electrically conductive threads is preferably at least an order of magnitude, and more preferably at least two orders of magnitude, higher than the electrical resistance of the electrical contacts. This ensures that heat is generated by the heating element and not by the electrical contacts.

Элемент, генерирующий аэрозоль, может распылять субстрат, образующий аэрозоль, путем, отличным от нагрева. Например, элемент, генерирующий аэрозоль, может содержать вибрирующую мембрану или может продавливать субстрат, образующий аэрозоль, через мелкую сетку.The aerosol generating element may atomize the aerosol-generating substrate by a means other than heating. For example, the aerosol generating element may comprise a vibrating membrane or may force the aerosol-generating substrate through a fine mesh.

Камера субстрата, образующего аэрозоль, может содержать капиллярный материал или другой материал, удерживающий жидкость, выполненный с возможностью обеспечения подачи субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу или другому элементу, генерирующему аэрозоль.The aerosol-generating substrate chamber may comprise capillary material or other liquid-retaining material configured to provide delivery of the aerosol-generating substrate to a heating element or other aerosol-generating element.

Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон, нитей или других трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть в целом выровнены таким образом, чтобы переносить жидкость к нагревателю. В альтернативном варианте осуществления капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество мелких каналов или трубок, по которым жидкость может перемещаться за счет капиллярного эффекта. Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. The capillary material may have a fibrous or spongy structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may comprise a plurality of fibers, filaments, or other tubes with narrow channels. The fibers or filaments may be generally aligned to carry liquid to the heater. In an alternative embodiment, the capillary material may comprise a sponge-like or foam-like material. The structure of capillary material forms many small channels or tubes through which liquid can move due to capillary effect. The capillary material may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, ceramic or graphite based materials in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fiber material, for example made from twisted or extruded fibers such as cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin, polyethylene , terylene or polypropylene fibers, nylon fibers or ceramics.

Капиллярный материал может находиться в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с электропроводными нитями нагревательного элемента. Капиллярный материал может проходить внутрь промежутков между нитями. Нагревательный элемент может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки за счет капиллярного эффекта. The capillary material may be in fluid communication, for example, in direct or indirect contact, with the electrically conductive filaments of the heating element. The capillary material can extend into the spaces between the threads. The heating element can draw the aerosol-forming liquid substrate into the gaps by capillary action.

Корпус может содержать два или более различных капиллярных материалов, при этом первый капиллярный материал, находящийся в контакте с нагревательным элементом, имеет более высокую температуру термического разложения, а второй капиллярный материал, находящийся в контакте с первым капиллярным материалом, но не находящийся в контакте с нагревательным элементом, имеет более низкую температуру термического разложения. Первый капиллярный материал эффективно действует как разделитель, отделяющий нагревательный элемент от второго капиллярного материала, так что второй капиллярный материал не подвергается воздействию температур, превышающих температуру его термического разложения. В данном документе термин «температура термического разложения» означает температуру, при которой материал начинает разлагаться и терять массу в результате образования газообразных побочных продуктов. Второй капиллярный материал может преимущественно занимать больший объем, чем первый капиллярный материал, и может удерживать большее количество субстрата, образующего аэрозоль, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может иметь лучшие капиллярные свойства, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может быть менее дорогостоящим или иметь более высокую заполняемость, чем первый капиллярный материал. Второй капиллярный материал может представлять собой полипропилен.The housing may comprise two or more different capillary materials, with a first capillary material in contact with the heating element having a higher thermal decomposition temperature and a second capillary material in contact with the first capillary material but not in contact with the heating element. element, has a lower thermal decomposition temperature. The first capillary material effectively acts as a separator separating the heating element from the second capillary material such that the second capillary material is not exposed to temperatures above its thermal decomposition temperature. As used herein, the term “thermal decomposition temperature” means the temperature at which a material begins to decompose and lose mass as a result of the formation of gaseous by-products. The second capillary material may advantageously occupy a larger volume than the first capillary material and may hold a greater amount of aerosol-forming substrate than the first capillary material. The second capillary material may have better capillary properties than the first capillary material. The second capillary material may be less expensive or have a higher fill rate than the first capillary material. The second capillary material may be polypropylene.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать внутреннюю часть корпуса, образующую распылительную камеру. Внутренняя часть корпуса может быть размещена во внешней части корпуса. Внешняя часть корпуса может содержать мундштук, на котором пользователь осуществляет затяжку для втягивания воздуха через канал для потока воздуха от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха. Впускной фильтр может быть расположен на внутренней части корпуса. Впускной фильтр может быть расположен на внешней поверхности внутренней части корпуса. Выпускной фильтр может быть расположен на внутренней части корпуса. Выпускной фильтр может быть расположен на внешней поверхности внутренней части корпуса. The aerosol generating system may include an interior housing portion defining a spray chamber. The inner part of the housing can be placed in the outer part of the housing. The outer portion of the housing may include a mouthpiece upon which a user puffs to draw air through an air flow path from the air inlet to the air outlet. The inlet filter may be located on the inside of the housing. The inlet filter may be located on the outer surface of the interior of the housing. The exhaust filter may be located on the inside of the housing. The exhaust filter may be located on the outer surface of the interior of the housing.

Впускной фильтр или выпускной фильтр либо и впускной фильтр, и выпускной фильтр могут быть прикреплены к внутренней части корпуса посредством зажима. Например, выпускной фильтр может быть зажат между двумя частями корпуса. Впускной фильтр или выпускной фильтр либо и впускной фильтр, и выпускной фильтр могут быть прикреплены к внутренней части корпуса посредством многослойного литья. Другими словами, участок внутренней части корпуса может быть отлит вокруг впускного фильтра или выпускного фильтра.An inlet filter or an outlet filter, or both an inlet filter and an outlet filter, may be attached to the interior of the housing by means of a clamp. For example, the exhaust filter may be sandwiched between two housing parts. The inlet filter or the outlet filter, or both the inlet filter and the outlet filter, may be attached to the interior of the housing through multi-layer molding. In other words, a portion of the interior of the housing may be molded around the inlet filter or exhaust filter.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать множество впускных отверстий для воздуха. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать впускной фильтр в каждом впускном отверстии для воздуха. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать множество выпускных отверстий для воздуха. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать выпускной фильтр в каждом выпускном отверстии для воздуха. The aerosol generating system may include a plurality of air inlets. The aerosol generating system may include an inlet filter at each air inlet. The aerosol generating system may include a plurality of air outlets. The aerosol generating system may include an exhaust filter at each air outlet.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать внешнюю часть корпуса. Внешняя часть корпуса может быть выполнена с возможностью удерживания пользователем в одной руке. Внешняя часть корпуса может быть образована из пластмассового материала или металла.The aerosol generating system may comprise an external housing portion. The outer portion of the housing may be configured to be held in one hand by a user. The outer part of the housing may be formed from a plastic material or metal.

Система, генерирующая аэрозоль, может быть выполнена с возможностью повторного заполнения субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой гель или быть твердым при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть представлен в форме капсулы или таблетки или может быть представлен в форме частиц.The aerosol generating system may be configured to be refilled with the aerosol generating substrate. The aerosol-forming substrate may be liquid at room temperature. The aerosol-forming substrate may be a gel or solid at room temperature. The aerosol-forming substrate may be in the form of a capsule or tablet, or may be in the form of particles.

Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль.An aerosol-forming substrate is a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Volatile compounds may be released by heating the substrate to form an aerosol.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из образующего аэрозоль субстрата при нагреве. В альтернативном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как вкусоароматические вещества и воду.The aerosol-forming substrate may contain material of plant origin. The aerosol-forming substrate may contain tobacco. The aerosol-forming substrate may comprise tobacco-containing material containing volatile tobacco aromatic compounds that are released from the aerosol-forming substrate when heated. In an alternative embodiment, the aerosol-forming substrate may comprise a non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may contain homogenized material of plant origin. The aerosol-forming substrate may comprise homogenized tobacco material. The aerosol-forming substrate may contain at least one aerosol-forming substance. An aerosol forming agent is any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol and is substantially resistant to thermal decomposition at the operating temperature of the system. Suitable aerosol-forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol; polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids, such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol-forming agents are polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and most preferably glycerol. The aerosol-forming substrate may contain other additives and ingredients, such as flavoring agents and water.

Система может дополнительно содержать электрическую схему, соединенную с нагревательным элементом и с электрическим источником питания; при этом электрическая схема выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента или одной или более нитей нагревательного элемента и с возможностью управления подачей питания на нагревательный элемент от источника питания в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента или, в частности, электрического сопротивления одной или более нитей.The system may further comprise electrical circuitry coupled to the heating element and to an electrical power source; wherein the electrical circuit is configured to monitor the electrical resistance of the heating element or one or more filaments of the heating element and to control the supply of power to the heating element from the power source depending on the electrical resistance of the heating element or, in particular, the electrical resistance of the one or more filaments.

Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) либо другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации системы, или оно может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный элемент в форме импульсов электрического тока.The electrical circuit may include a microprocessor, which may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application specific integrated circuit (ASIC), or other electronic circuit capable of providing control. The electrical circuit may contain additional electronic components. The electrical circuit may be configured to regulate the supply of power to the heating element. Power may be supplied to the heating element continuously once the system is activated, or it may be supplied intermittently, such as from puff to puff. Power may be supplied to the heating element in the form of pulses of electrical current.

Система может представлять собой электрическую курительную систему. Система может представлять собой удерживаемую рукой генерирующую аэрозоль систему. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с обычной сигарой или сигаретой. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительная система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.The system may be an electric smoking system. The system may be a hand held aerosol generating system. The aerosol generating system can be of a size comparable to a conventional cigar or cigarette. The smoking system may have an overall length of from about 30 mm to about 150 mm. The smoking system may have an outer diameter of from about 5 mm to about 30 mm.

Система преимущественно содержит источник питания, как правило, батарею, такую как литий-железо-фосфатную батарею, внутри главной части корпуса. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может иметь емкость, обеспечивающую возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов курения. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует типовому времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В еще одном примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя.The system advantageously contains a power source, typically a battery, such as a lithium iron phosphate battery, within a main housing portion. In an alternative embodiment, the power source may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power source may need to be recharged and may have a capacity that allows it to store enough energy for one or more smoking sessions. For example, the power source may have sufficient capacity to provide continuous aerosol generation for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time required to smoke a conventional cigarette, or for a period that is a multiple of six minutes. In yet another example, the power supply may have sufficient capacity to allow a predetermined number of puffs or individual activations of the heater to occur.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж и часть устройства, при этом при использовании картридж соединен с частью устройства. Картридж может содержать субстрат, образующий аэрозоль, распылительную камеру и элемент, генерирующий аэрозоль. Часть устройства может содержать источник питания и схему управления, соединенную с источником питания. Часть устройства соединена с картриджем для обеспечения подачи питания от источника питания к элементу, генерирующему аэрозоль.The aerosol generating system may comprise a cartridge and a device part, wherein the cartridge is coupled to the device part in use. The cartridge may comprise an aerosol-generating substrate, a spray chamber, and an aerosol-generating element. The device portion may include a power supply and control circuitry coupled to the power supply. A portion of the device is connected to the cartridge to provide power from the power source to the aerosol generating element.

Картридж может содержать выпускное отверстие для воздуха. Картридж может содержать выпускной фильтр. Картридж может содержать впускное отверстие для воздуха и впускной фильтр. Картридж может содержать внутреннюю часть корпуса и внешнюю часть корпуса. Часть устройства может содержать корпус устройства, который входит во взаимодействие с внутренней частью корпуса или внешней частью корпуса либо и той, и другой. Канал для потока воздуха может проходить через картридж и часть устройства либо может проходить только через часть картриджа.The cartridge may include an air outlet. The cartridge may include an exhaust filter. The cartridge may include an air inlet and an inlet filter. The cartridge may include an inner housing portion and an outer housing portion. The device portion may include a device body that engages with an interior housing portion or an exterior housing portion, or both. The air flow path may extend through the cartridge and a portion of the device, or may extend through only a portion of the cartridge.

Электрические контакты могут находиться в картридже и могут входить во взаимодействие с соответствующими электрическими контактами на части устройства.Electrical contacts may be located in the cartridge and may interact with corresponding electrical contacts on a portion of the device.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, с электрическим нагревом, причем картридж, содержит:According to a second aspect of the present invention, there is provided a cartridge for an electrically heated aerosol generating system, the cartridge comprising:

субстрат, генерирующий аэрозоль;aerosol generating substrate;

впускное отверстие для воздуха;air inlet;

выпускное отверстие для воздуха;air outlet;

Картридж согласно второму аспекту может иметь признаки картриджа, описанные применительно к первому аспекту изобретения.The cartridge according to the second aspect may have the features of the cartridge described in relation to the first aspect of the invention.

Настоящее изобретение обеспечивает ряд преимуществ. В частности, настоящее изобретение уменьшает утечку жидкости из системы, генерирующей аэрозоль, или из картриджа в системе, генерирующей аэрозоль. Присутствие впускного фильтра устраняет необходимость в отдельном впускном затворе или крышке, которые необходимо снимать перед использованием. Наличие впускного фильтра также обеспечивает некоторую защиту элемента, генерирующего аэрозоль, от остатков других объектов, попадающих в канал для потока воздуха из пространства снаружи системы или картриджа. Согласно настоящему изобретению также предложена система, которая является надежной и простой в изготовлении.The present invention provides a number of advantages. In particular, the present invention reduces leakage of liquid from an aerosol generating system or from a cartridge in an aerosol generating system. The presence of an inlet filter eliminates the need for a separate inlet valve or cap, which must be removed before use. The presence of an inlet filter also provides some protection to the aerosol generating element from debris from other objects entering the air flow path from the space outside the system or cartridge. The present invention also provides a system that is reliable and easy to manufacture.

Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which:

на ФИГ. 1 схематически проиллюстрирована система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению;in FIG. 1 schematically illustrates an aerosol generating system according to the present invention;

на ФИГ. 2 показан вид в разрезе картриджа согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; иin FIG. 2 is a cross-sectional view of a cartridge according to one embodiment of the present invention; And

на ФИГ. 3 показан увеличенный вид картриджа, представленного на ФИГ. 2.in FIG. 3 is an enlarged view of the cartridge shown in FIG. 2.

На ФИГ. 1 схематически проиллюстрирована система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Система, генерирующая аэрозоль представляет собой удерживаемую рукой курительную систему, которая выполнена с возможностью генерирования аэрозоля для вдыхания пользователем. В частности, система, показанная на ФИГ. 1, представляет собой курительную систему, которая образует аэрозоль, содержащий никотин и вкусоароматические соединения.In FIG. 1 schematically illustrates an aerosol generating system according to the present invention. The aerosol generating system is a hand-held smoking system that is configured to generate an aerosol for inhalation by a user. In particular, the system shown in FIG. 1 is a smoking system that produces an aerosol containing nicotine and flavoring compounds.

Система, представленная на ФИГ. 1, содержит две части: часть 10 устройства и картридж 20. При использовании картридж 20 прикреплен к части 10 устройства.The system shown in FIG. 1, contains two parts: a device part 10 and a cartridge 20. In use, the cartridge 20 is attached to the device part 10.

Часть 10 устройства содержит корпус 18 устройства, который содержит перезаряжаемую батарею 12 и электрическую схему 14 управления. Перезаряжаемая батарея 12 представляет собой литий-железо-фосфатную батарею. Схема 14 управления содержит программируемый микропроцессор и датчик потока воздуха.The device portion 10 includes a device housing 18, which contains a rechargeable battery 12 and an electrical control circuit 14. The rechargeable battery 12 is a lithium iron phosphate battery. The control circuit 14 contains a programmable microprocessor and an air flow sensor.

Картридж 20 содержит корпус 34 картриджа, который прикреплен к корпусу 18 устройства посредством защелкивающегося соединения. Корпус 34 картриджа удерживает элемент, генерирующий аэрозоль, который в данном примере представляет собой нагревательный элемент 32. Нагревательный элемент 32 может представлять собой резистивный нагревательный элемент. Питание подается на нагревательный элемент от батареи 12 под управлением схемы управления, как будет описано далее. Картридж также удерживает субстрат, образующий аэрозоль, в камере 30 субстрата. В данном примере субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкую смесь при комнатной температуре, которая содержит никотин, вкусоароматические вещества, вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин или пропиленгликоль, и воду. Капиллярный материал 33 предусмотрен в камере 30 субстрата и расположен таким образом, чтобы способствовать доставке субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу, независимо от ориентации системы относительно силы тяжести.The cartridge 20 includes a cartridge body 34, which is attached to the device body 18 by a snap connection. The cartridge body 34 holds an aerosol generating element, which in this example is a heating element 32. The heating element 32 may be a resistive heating element. Power is supplied to the heating element from the battery 12 under the control of a control circuit, as will be described later. The cartridge also holds the aerosol-forming substrate in the substrate chamber 30. In this example, the aerosol-forming substrate is a liquid mixture at room temperature that contains nicotine, flavoring agents, an aerosol-forming agent such as glycerin or propylene glycol, and water. Capillary material 33 is provided in the substrate chamber 30 and is positioned to facilitate delivery of the aerosol-forming substrate to the heating element regardless of the orientation of the system relative to gravity.

В системе образован канал 22 для потока воздуха. В этом примере часть канала для потока воздуха проходит через картридж 20, а часть канала для потока воздуха проходит через часть 10 устройства. Датчик потока воздуха, включенный в схему управления, расположен таким образом, чтобы определять поток воздуха через часть канала для потока воздуха в части устройства. Канал для потока воздуха проходит от впускного отверстия 16 для воздуха до выпускного отверстия 28 для воздуха. Выпускное отверстие 28 для воздуха находится на мундштучном конце картриджа. В процессе использования, когда пользователь делает затяжку на мундштучном конце картриджа, воздух втягивается от впускного отверстия 16 для воздуха через канал 22 для потока воздуха к выпускному отверстию 28 для воздуха.The system has a channel 22 for air flow. In this example, part of the air flow path passes through the cartridge 20, and part of the air flow path passes through part 10 of the device. An air flow sensor included in the control circuit is positioned to sense air flow through the air flow passage portion of the device portion. The air flow path extends from the air inlet 16 to the air outlet 28. An air outlet 28 is located at the mouth end of the cartridge. In use, when the user takes a puff at the mouth end of the cartridge, air is drawn from the air inlet 16 through the air flow passage 22 to the air outlet 28.

Часть канала для потока воздуха образует распылительную камеру 23. Нагревательный элемент 32 расположен в распылительной камере. Нагревательный элемент 32 представляет собой сетчатый нагревательный элемент из нержавеющей стали. Нагревательный элемент 32 обычно является плоским, при этом одна сторона находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с жидкостью в камере 30 субстрата, а противоположная сторона находится в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с воздухом, проходящим через распылительную камеру 23. Во время работы жидкий субстрат, образующий аэрозоль, нагретый нагревательным элементом, испаряется с образованием пара. Пар может проходить через сетчатый нагревательный элемент в распылительную камеру. Пар увлекается воздухом, проходящим через распылительную камеру 23, и остывает с образованием аэрозоля перед выходом из системы через выпускное отверстие 28 для воздуха.The air flow passage portion forms a spray chamber 23. A heating element 32 is located in the spray chamber. The heating element 32 is a stainless steel mesh heating element. Heating element 32 is typically planar, with one side in fluid communication, such as direct or indirect contact, with the liquid in substrate chamber 30, and the opposite side in fluid communication, such as direct or indirect contact. , with air passing through the spray chamber 23. During operation, the liquid substrate forming an aerosol, heated by the heating element, evaporates to form steam. The steam can pass through the mesh heating element into the spray chamber. The vapor is entrained by the air passing through the atomization chamber 23 and cools to form an aerosol before exiting the system through the air outlet 28.

Впускной фильтр 24 расположен в канале для потока воздуха раньше по потоку относительно нагревательного элемента. Выпускной фильтр 26 расположен в канале для потока воздуха дальше по потоку относительно нагревательного элемента. В данном документе «раньше» и «дальше» по потоку определяются относительно направления потока воздуха через канал 22 для потока воздуха во время целевого использования устройства. Распылительная камера расположена между впускным и выпускным фильтрами.The inlet filter 24 is located in the air flow channel upstream of the heating element. The exhaust filter 26 is located in the air flow channel downstream of the heating element. As used herein, “upstream” and “downstream” are defined with respect to the direction of air flow through the air flow passage 22 during the intended use of the device. The spray chamber is located between the inlet and outlet filters.

Впускной фильтр 24 содержит сетку. Сетка предотвращает выход капель жидкости, имеющих диаметр, превышающий определенный диаметр, из распылительной камеры 23 через впускное отверстие 24 для воздуха. Аналогично выпускной фильтр 26 содержит сетку. Сетка выпускного фильтра предотвращает выход капель жидкости, имеющих диаметр, превышающий определенный диаметр, из распылительной камеры 23 через выпускное отверстие 26 для воздуха. Сетка впускного фильтра может быть такой же, как сетка выпускного фильтра, или отличаться от нее. Конкретный пример подробно описан со ссылкой на ФИГ. 2 и 3.The inlet filter 24 includes a mesh. The mesh prevents liquid droplets having a diameter larger than a certain diameter from exiting the spray chamber 23 through the air inlet 24. Likewise, the outlet filter 26 includes a mesh. The outlet filter mesh prevents liquid droplets having a diameter larger than a certain diameter from exiting the spray chamber 23 through the air outlet 26. The inlet filter mesh may be the same as or different from the exhaust filter mesh. A specific example is described in detail with reference to FIG. 2 and 3.

В этом примере система, состоящая из части устройства и картриджа, является удлиненной, имеет длину, значительно превышающую ее ширину или толщину. Мундштучный конец находится на одном конце системы. Такая форма позволяет пользователю удобно держать систему в одной руке в процессе использования системы. Можно сказать, что длина системы проходит в продольном направлении. Канал для потока воздуха проходит в продольном направлении через проницаемый для текучей среды нагревательный элемент 32. Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент обычно является плоским и проходит параллельно продольному направлению. Нагревательный элемент также может быть удлиненным, при этом его длина проходит в продольном направлении. Такое расположение позволяет разместить нагревательный элемент с относительно большой площадью поверхности в узкой системе, которую удобно держать.In this example, the system consisting of a device part and a cartridge is elongated, having a length significantly greater than its width or thickness. The mouthpiece end is at one end of the system. This shape allows the user to comfortably hold the system in one hand while using the system. We can say that the length of the system runs in the longitudinal direction. The air flow path extends longitudinally through the fluid-permeable heating element 32. The fluid-permeable heating element is typically planar and extends parallel to the longitudinal direction. The heating element can also be elongated, with its length extending in the longitudinal direction. This arrangement allows a heating element with a relatively large surface area to be placed in a narrow system that is easy to hold.

Во время работы нагревательный элемент может активироваться только во время затяжек, которые делает пользователь, или может быть активирован постоянно после включения устройства. В первом случае затяжки, которые делает пользователь, определяются, когда датчик потока определяет поток воздуха через канал для потока воздуха выше порогового значения потока воздуха. В ответ на выходной сигнал датчика расхода схема управления подает питание на нагревательный элемент. Подача питания на нагревательный элемент может обеспечиваться в течение предварительно заданного периода времени после определения затяжки, сделанной пользователем, или может контролироваться до выполнения условия выключения, на основании сигналов от датчика потока и/или на основании других входных сигналов, полученных схемой управления, таких как результаты измерения температуры или сопротивления нагревательного элемента. В одном из примеров нагревательный элемент получает 6 Вт мощности в течение 3 секунд после обнаружения затяжки, которую делает пользователь. Нагревательный элемент нагревается, когда на него подается питание. Когда он достаточно горячий, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, вблизи нагревательного элемента, испаряется. During operation, the heating element may be activated only during puffs taken by the user, or may be activated continuously after the device is turned on. In the first case, the puffs the user is taking are detected when the flow sensor detects air flow through the air flow channel above the air flow threshold. In response to the flow sensor output, the control circuit supplies power to the heating element. Power to the heating element may be provided for a predetermined period of time after detecting a puff made by the user, or may be controlled until a shutdown condition is met, based on signals from a flow sensor and/or based on other input signals received by the control circuitry, such as results measuring temperature or resistance of the heating element. In one example, the heating element receives 6 watts of power within 3 seconds of detecting the user's puff. The heating element heats up when power is applied to it. When it is hot enough, the liquid substrate forming an aerosol near the heating element evaporates.

Во втором случае после активации системы питание на нагревательные элемент подается постоянно. Активация может быть основана на входном сигнале от пользователя в систему, например, на нажатии кнопки. В одном варианте осуществления после активации на нагревательный элемент подается мощность 3,3 Вт независимо от затяжек, которые делает пользователь. Опять же, это можно отрегулировать на основании других входных сигналов схемы управления, таких как измеренные значения температуры или сопротивления нагревательного элемента. Система может выключаться по истечении предварительно заданного времени после активации или на основании дополнительного входного сигнала от пользователя.In the second case, after activation of the system, power is supplied to the heating element constantly. Activation may be based on user input to the system, such as a button press. In one embodiment, upon activation, 3.3 watts of power is applied to the heating element regardless of the puffs the user takes. Again, this can be adjusted based on other control circuit inputs, such as measured temperature values or heating element resistance. The system can turn off after a preset time after activation or based on additional input from the user.

В другом альтернативном варианте осуществления может использоваться гибридная схема питания, в которой между затяжками, которые делает пользователь, подается более низкая мощность, такая как 3,3 Вт, а в течение 2 секунд после определения каждой затяжки, которую делает пользователь, подается более высокая мощность, такая как 7 Вт. Это может обеспечить генерирование большего объема аэрозоля. В одной неограничивающей конфигурации мощность, равная приблизительно 7 Вт, нагревает сетчатый нагревательный элемент до температуры приблизительно 220°C.In another alternative embodiment, a hybrid power scheme may be used in which a lower power, such as 3.3 W, is delivered between puffs the user takes, and a higher power is delivered for 2 seconds after each puff the user takes is detected. , such as 7 W. This can generate more aerosol volume. In one non-limiting configuration, approximately 7 W of power heats the mesh heating element to a temperature of approximately 220°C.

Генерируемый пар проходит через сетчатый нагревательный элемент в распылительную камеру, где он увлекается потоком воздуха через канал для потока воздуха. Пар охлаждается в потоке воздуха, образуя аэрозоль. Аэрозоль втягивается через выпускной фильтр 26 в рот пользователя.The generated steam passes through the mesh heating element into the atomization chamber, where it is entrained by the air flow through the air flow channel. The steam cools in the air flow, forming an aerosol. The aerosol is drawn through the outlet filter 26 into the user's mouth.

Жидкость, которая испаряется нагревательным элементом, выходит из капиллярного материала 33. Эта жидкость замещается жидкостью, которая все еще остается в камере 30 субстрата, так что вблизи нагревательного элемента находится жидкость, готовая к следующей затяжке пользователя.The liquid that is vaporized by the heating element exits the capillary material 33. This liquid is replaced by the liquid that still remains in the substrate chamber 30 so that there is liquid in the vicinity of the heating element ready for the user's next puff.

Возможно, что не весь субстрат, образующий аэрозоль, вытягиваются из системы затяжками пользователя. В этом случае субстрат, образующий аэрозоль, может конденсироваться с образованием крупных капель в распылительной камере 23. Также некоторое количество жидкости может проходить через нагревательный элемент, не подвергаясь испарению, как во время использования, так и в промежутках между сеансами использования системы. Впускной фильтр 24 предотвращает вытекание крупных капель из распылительной камеры наружу в направлении впускного отверстия 16 для воздуха. Таким образом, впускной фильтр защищает как пользователя, так и электронные компоненты и батарею внутри части устройства от утечки жидкости из картриджа. It is possible that not all of the aerosol-forming substrate is drawn out of the system by the user's puffs. In this case, the aerosol-forming substrate may condense to form large droplets in the spray chamber 23. Also, some liquid may pass through the heating element without evaporating, both during and between uses of the system. The inlet filter 24 prevents large droplets from flowing outward from the spray chamber towards the air inlet 16. Thus, the inlet filter protects both the user and the electronic components and battery inside the device part from leakage of liquid from the cartridge.

Аналогичным образом выпускной фильтр предотвращает вытекание крупных капель жидкости из распылительной камеры наружу в направлении выпускного отверстия 28 для воздуха. Большие капли могут создать неприятные ощущения для пользователя, если он достигают рта пользователя.Likewise, the outlet filter prevents large droplets of liquid from flowing outward from the spray chamber toward the air outlet 28. Large droplets may create an unpleasant sensation for the user if they reach the user's mouth.

Впускной фильтр может содержать более одного слоя сетки. Слои могут иметь разные размеры. Впускной фильтр может содержать более мелкую сетку или сетки, чем выпускной фильтр, поскольку выпускной фильтр должен обеспечивать возможность прохождения некоторых капель жидкости в образованном аэрозоле, в то время как желательно предотвращать прохождение по существу всех капель жидкости к впускному отверстию для воздуха, при условии, что впускной фильтр обеспечивает достаточный поток воздуха в распылительную камеру от впускного отверстия для воздуха.The inlet filter may contain more than one layer of mesh. Layers can have different sizes. The inlet filter may contain a finer mesh or meshes than the outlet filter because the outlet filter must allow some liquid droplets in the generated aerosol to pass through, while it is desirable to prevent substantially all liquid droplets from passing through to the air inlet, provided that The inlet filter ensures sufficient air flow into the spray chamber from the air inlet.

На ФИГ. 2 показан вид в перспективе в разрезе картриджа согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 3 показаны компоненты картриджа, представленного на ФИГ. 3, в увеличенном виде.In FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a cartridge according to one embodiment of the present invention. In FIG. 3 shows the components of the cartridge shown in FIG. 3, enlarged.

Картридж может содержать внешний корпус 34. Внутри внешнего корпуса 34 находится внутренний корпус 31. Внутренний корпус удерживает узел нагревателя. Узел нагревателя содержит крепление 39 нагревателя, которое поддерживает сетчатый нагревательный элемент 32. Капиллярный материал (не показан) удерживается внутри держателя 39 нагревателя в сообщении по текучей среде, например, в прямом или непрямом контакте, с нагревательным элементом 32. Картридж также содержит элементы 37 электрических контактов, которые проходят между сетчатым нагревательным элементом и внешней поверхностью картриджа на конце части устройства картриджа (противоположном мундштучному концу). Элементы 37 электрических контактов взаимодействуют с соответствующими электрическими контактами на части устройства системы для обеспечения подачи питания на нагревательный элемент 32. Впускной фильтр 24 прижат к впускному концу внутреннего корпуса 31 зажимным кольцом 36. Выпускной фильтр 26 зажат между внутренним корпусом 31 и внешним корпусом 34. Канал для потока воздуха образован через внутренний корпус и внешний корпус и проходит через оба фильтра 24, 26. Внутренний корпус образует распылительную камеру. Предусмотрен эластомерный уплотнительный элемент 35 для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения между внутренним корпусом 31 и внешним корпусом 34.The cartridge may include an outer housing 34. Within the outer housing 34 is an inner housing 31. The inner housing holds a heater assembly. The heater assembly includes a heater mount 39 that supports a mesh heating element 32. Capillary material (not shown) is held within the heater holder 39 in fluid communication, such as direct or indirect contact, with the heating element 32. The cartridge also includes electrical elements 37 contacts that extend between the mesh heating element and the outer surface of the cartridge at the end of the cartridge device portion (opposite the mouthpiece end). Electrical contact elements 37 interact with corresponding electrical contacts on the system apparatus portion to provide power to heating element 32. Inlet filter 24 is pressed against the inlet end of the inner housing 31 by a clamp ring 36. Outlet filter 26 is clamped between the inner housing 31 and the outer housing 34. Channel for air flow is formed through the inner housing and the outer housing and passes through both filters 24, 26. The inner housing forms a spray chamber. An elastomeric sealing element 35 is provided to provide a liquid-tight seal between the inner housing 31 and the outer housing 34.

В этом примере впускной фильтр и выпускной фильтр 26 образованы из идентичных сеток. Сетка впускного фильтра изготовлена из проволоки из нержавеющей стали с диаметром от приблизительно 3 мкм до приблизительно 50 мкм. Отверстия сетки имеют диаметр от приблизительно 10 мкм до приблизительно 100 мкм. Сетка покрыта карбидом кремния.In this example, the inlet filter and outlet filter 26 are formed from identical meshes. The inlet filter mesh is made of stainless steel wire with a diameter ranging from approximately 3 µm to approximately 50 µm. The mesh holes have a diameter of from about 10 μm to about 100 μm. The mesh is coated with silicon carbide.

Сетка нагревательного элемента 32 также образована из нержавеющей стали и имеет размер сетки, составляющий приблизительно 400 меш по стандарту США (приблизительно 400 нитей на дюйм). Нити имеют диаметр от приблизительно 3 мкм до приблизительно 50 мкм, например, приблизительно 16мкм. Нити, образующие указанную сетку, образуют промежутки между нитями. В данном примере указанные промежутки имеют ширину приблизительно от 10 до 50 мкм, например, приблизительно 37 мкм, хотя могут использоваться и промежутки большего или меньшего размера. Использование сетки с указанными примерными размерами обеспечивает возможность образования менисков субстрата, образующего аэрозоль, в указанных промежутках и возможность втягивания образующего аэрозоль субстрата сеткой узла нагревателя за счет капиллярного эффекта. Открытая площадь сетки нагревательного элемент, т.е. отношение площади промежутков к общей площади сетки, предпочтительно составляет от 15% до 75%, например, от 25% до 56%. Общее электрическое сопротивление узла нагревателя составляет от приблизительно 0,5 Ом до приблизительно 1 Ом.The mesh of the heating element 32 is also formed of stainless steel and has a mesh size of approximately 400 US mesh (approximately 400 threads per inch). The filaments have a diameter of from about 3 μm to about 50 μm, for example about 16 μm. The threads forming said mesh form spaces between the threads. In this example, the spaces are between approximately 10 and 50 μm wide, for example approximately 37 μm, although larger or smaller spaces may be used. The use of a mesh with the specified approximate dimensions allows the formation of menisci of the aerosol-forming substrate at the specified intervals and the ability to draw the aerosol-forming substrate into the mesh of the heater assembly due to capillary effect. The open area of the heating element mesh, i.e. The ratio of the area of the gaps to the total area of the mesh is preferably from 15% to 75%, for example from 25% to 56%. The overall electrical resistance of the heater assembly ranges from about 0.5 ohms to about 1 ohm.

Внутренний корпус и внешний корпус могут быть выполнены из пластмассового материала или металла. Аналогично крепление нагревателя может быть изготовлено из термостойкого пластмассового материала.The inner housing and outer housing may be made of plastic material or metal. Similarly, the heater mount can be made of heat-resistant plastic material.

Картридж, изображенный на ФИГ. 2 и 3, легко собирается. Узел внутреннего корпуса 31, узел нагревателя, впускной фильтр 24, зажимное кольцо 36, выпускной фильтр 26 и уплотнительный элемент 35 могут быть описаны как распылительный узел. Распылительный узел собирают в первую очередь. Затем распылительный узел вставляют во внешний корпус 34. Пара выступов на внутреннем корпусе входит в соответствующие отверстия на внешнем корпусе, прикрепляя внутренний корпус к внешнему корпусу. Камера 30, удерживающая субстрат, образующий аэрозоль, образована как внутренним, так и внешним корпусами. Внешний корпус может содержать жидкий (или находящийся в другой конденсированной фазе) субстрат, образующий аэрозоль, перед присоединением распылительного узла. В альтернативном варианте осуществления камера субстрата, образующего аэрозоль, может быть заполнена через заправочное отверстие (не показано) после присоединения распылительного узла к внешнему корпусу.The cartridge shown in FIG. 2 and 3, easy to assemble. The inner housing assembly 31, heater assembly, inlet filter 24, clamp ring 36, outlet filter 26, and sealing member 35 can be described as a spray assembly. The spray unit is assembled first. The spray assembly is then inserted into the outer housing 34. A pair of projections on the inner housing fit into corresponding holes on the outer housing, securing the inner housing to the outer housing. The chamber 30 holding the aerosol-forming substrate is formed by both the inner and outer housings. The outer housing may contain a liquid (or other condensed phase) aerosol-forming substrate prior to attachment of the spray assembly. In an alternative embodiment, the aerosol-forming substrate chamber may be filled through a fill port (not shown) after attaching the spray assembly to the outer housing.

Картридж, представленный на ФИГ. 2 и ФИГ. 3, работает как описано со ссылкой ФИГ. 1.The cartridge shown in FIG. 2 and FIG. 3 operates as described with reference to FIG. 1.

В описанных примерах как впускной фильтр, так и выпускной фильтр находятся в картридже. Однако должно быть ясно, что, например, впускной фильтр может быть расположен внутри части устройства. Аналогично выпускной фильтр может быть расположен в отдельном съемном элементе мундштука. Также должно быть понятно, что форма и размер канала для потока воздуха и, в частности, распылительной камеры могут быть изменены для обеспечения конкретных желаемых свойств аэрозоля, доставляемого пользователю.In the examples described, both the inlet filter and the outlet filter are located in the cartridge. However, it should be clear that, for example, the inlet filter may be located within a portion of the device. Likewise, the exhaust filter may be located in a separate, removable mouthpiece member. It should also be understood that the shape and size of the air flow channel and, in particular, the spray chamber can be changed to provide specific desired properties of the aerosol delivered to the user.

Следует понимать, что, хотя в описанных примерах используется жидкий субстрат, образующий аэрозоль, обеспечение впускного фильтра или выпускного фильтра либо как впускного фильтра, так и выпускного фильтра является полезным в системах, в которых применяются другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, который представляет собой твердое вещество или гель при комнатной температуре, все же может высвобождать летучие компоненты, которые конденсируются в жидкую форму в распылительной камере. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен в форме гелевой таблетки. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак.It should be understood that although the described examples use a liquid aerosol-forming substrate, the provision of an inlet filter or an outlet filter, or both an inlet filter and an outlet filter, is useful in systems that employ other forms of aerosol-forming substrate. The aerosol-forming substrate, which is a solid or gel at room temperature, can still release volatile components that condense into liquid form in the spray chamber. For example, the aerosol-forming substrate may be provided in the form of a gel tablet. The aerosol-forming liquid substrate may contain tobacco.

Также должно быть понятно, что, хотя в примерах описано использование резистивного нагревательного элемента для образования аэрозоля, обеспечение впускного фильтра или выпускного фильтра либо как впускного фильтра, так и выпускного фильтра является полезным в системах, которые работают с использованием различных типов нагревательного элемента, таких как нагревательный элемент с индуктивным нагревом. Нагревательный элемент не обязательно должен представлять собой проницаемый для жидкости нагревательный элемент, расположенный между субстратом, образующим аэрозоль, и каналом для потока воздуха. Нагревательный элемент может представлять собой нагреватель печного типа, который нагревает стенки камеры субстрата, образующего аэрозоль, с образованием пара. Пар может проходить в канал для потока воздуха через клапан или паропроницаемую мембрану или элемент. Аналогичным образом, обеспечение фильтров в канале для потока воздуха может быть полезным для систем, которые образуют аэрозоль за счет того, что сначала поток воздуха нагревается в канале для потока воздуха, а затем нагретый воздух проходит через субстрат, образующий аэрозоль, или около него. Обеспечение фильтров в канале для потока воздуха может быть выгодным для систем, которые образуют аэрозоль с помощью средств, отличных от нагрева.It should also be understood that while the examples describe the use of a resistive heating element to generate an aerosol, the provision of an inlet filter or an outlet filter, or both an inlet filter and an outlet filter, is useful in systems that operate using different types of heating element, such as heating element with inductive heating. The heating element need not be a liquid-permeable heating element located between the aerosol-forming substrate and the air flow path. The heating element may be a stove-type heater that heats the walls of the aerosol-forming substrate chamber to produce steam. Steam may pass into the air flow channel through a valve or vapor permeable membrane or element. Likewise, providing filters in the airflow path may be beneficial for systems that generate an aerosol by first heating the airflow in the airflow path and then passing the heated air through or near the aerosol-forming substrate. Providing filters in the air flow path may be beneficial for systems that generate aerosol by means other than heat.

Claims

1. An aerosol generating system containing:

body and

a substrate forming an aerosol and at least partially located in the specified housing;

the housing contains:

an air inlet located on the first housing portion;

an air outlet located on the second part of the housing;

an air flow path extending through the housing from the air inlet to the air outlet;

a spray chamber in the air flow channel;

an aerosol generating element in the spray chamber configured to spray an aerosol-forming substrate to generate an aerosol; And

an inlet filter in an air flow passage between the air inlet and the spray chamber;

wherein the inlet filter comprises a plurality of screens including a first screen with a first hole size and a second screen with a second hole size, wherein the second hole size is different from the first hole size.

2. The aerosol generating system of claim 1, further comprising an exhaust filter in an air flow passage between the air outlet and the spray chamber.

3. The aerosol generating system according to claim 2, wherein the exhaust filter comprises a mesh.

4. An aerosol generating system according to any one of claims. 1-3, in which the plurality of meshes includes a mesh formed from wire having a diameter of from 10 to 100 microns.

5. An aerosol generating system according to any one of claims. 1-4, wherein the plurality of meshes comprises a mesh having interstices with a diameter ranging from 20 to 200 μm.

6. The aerosol generating system as claimed in any one of the preceding claims, wherein the air flow path extends in a straight line between the air inlet and the air outlet.

7. An aerosol generating system as claimed in any one of the preceding claims, wherein the aerosol generating element comprises a heating element.

8. The aerosol generating system according to claim 7, wherein the heating element is a mesh heating element.

9. The aerosol generating system of any one of the preceding claims, wherein the inlet filter comprises a hydrophobic or oleophobic coating.

10. An aerosol generating system according to any of the previous paragraphs, in which the housing contains:

a cartridge connected to a portion of the device, the cartridge comprising:

an aerosol generating substrate, a spray chamber and an aerosol generating element;

wherein the device portion comprises a power supply and a control circuit connected to the power supply, and is connected to the cartridge to provide power from the power supply to the aerosol generating element.

11. The aerosol generating system of claim 10, wherein the cartridge includes an air inlet and an inlet filter.

12. A cartridge for an electrically heated aerosol generating system, comprising:

cartridge body;

a substrate forming an aerosol and at least partially located in the cartridge body;

an air inlet located on the first part of the cartridge body;

an air outlet located on the second part of the cartridge body;

an air flow path extending through the cartridge body from an air inlet to an air outlet;

a spray chamber in the air flow channel;