RU2822507C1 - Heating element having heat-conducting and capillary threads - Google Patents
Heating element having heat-conducting and capillary threads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822507C1 RU2822507C1 RU2022120564A RU2022120564A RU2822507C1 RU 2822507 C1 RU2822507 C1 RU 2822507C1 RU 2022120564 A RU2022120564 A RU 2022120564A RU 2022120564 A RU2022120564 A RU 2022120564A RU 2822507 C1 RU2822507 C1 RU 2822507C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- filaments
- aerosol
- threads
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 288
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 181
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 139
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 125
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 131
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 79
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 65
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 238000009736 wetting Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 11
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 11
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 11
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 5
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 4
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008263 liquid aerosol Substances 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000007567 mass-production technique Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010965 430 stainless steel Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002907 paramagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000419 plant extract Substances 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к нагревательному элементу для удерживаемой рукой электрической системы, генерирующей аэрозоль, которая выполнена с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля и доставки аэрозоля в рот пользователя. Настоящее изобретение также относится к нагревателю в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, содержащему нагревательный элемент, картриджу для системы, генерирующей аэрозоль, системе, генерирующей аэрозоль, и способу изготовления нагревательного элемента.The present invention relates to a heating element for an aerosol generating system. Particularly, but not exclusively, the present invention relates to a heating element for a hand held electrical aerosol generating system, which is configured to heat a liquid aerosol-forming substrate to generate an aerosol and deliver the aerosol to the user's mouth. The present invention also relates to a heater assembly for an aerosol generating system containing a heating element, a cartridge for an aerosol generating system, an aerosol generating system, and a method for manufacturing a heating element.
Известны удерживаемые рукой электрические устройства и системы, генерирующие аэрозоль, которые состоят из части в виде устройства, содержащей батарею и управляющую электронику, части для содержания или вмещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и электрического нагревателя в сборе для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Нагреватель в сборе обычно содержит нагревательный элемент в виде катушки из проволоки, которая намотана вокруг удлиненного фитиля, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревателю. При использовании через катушку из проволоки может быть пропущен электрический ток для нагрева нагревателя в сборе и, следовательно, генерирования аэрозоля из жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Также имеется мундштучная часть, через которую пользователь может втягивать аэрозоль в рот.Hand-held electrical aerosol-generating devices and systems are known that consist of a device-like portion comprising a battery and control electronics, a portion for containing or receiving a liquid aerosol-forming substrate, and an electrical heater assembly for heating the aerosol-forming substrate to generate aerosol. The heater assembly typically includes a heating element in the form of a coil of wire that is wound around an elongated wick that transfers the aerosol-forming liquid substrate from the liquid storage portion to the heater. In use, an electrical current may be passed through a coil of wire to heat the heater assembly and thereby generate an aerosol from the aerosol-forming liquid substrate. There is also a mouthpiece through which the user can draw the aerosol into the mouth.
Желательно, чтобы системы, генерирующие аэрозоль, были способны производить аэрозоль, который остается постоянным на протяжении ряда последовательных использований системы и остается постоянным для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Разброс качества и количества генерируемого аэрозоля могут ухудшать восприятие пользователя. В частности, желательно снизить вероятность возникновения ситуации «сухого нагрева», т. е. ситуации, в которой нагревательный элемент нагревается при недостаточном присутствии жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Эта ситуация также известна как «сухая затяжка» и может привести к перегреву и потенциально к термическому разложению жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вследствие чего могут образовываться нежелательные побочные продукты.It is desirable that aerosol generating systems be capable of producing an aerosol that remains constant over a number of successive uses of the system and remains constant across different aerosol generating systems of the same type. Variations in the quality and quantity of aerosol generated can impair the user experience. In particular, it is desirable to reduce the likelihood of a "dry heating" situation occurring, i.e., a situation in which the heating element heats up when there is insufficient presence of aerosol-forming liquid substrate. This situation is also known as a “dry puff” and can result in overheating and potentially thermal decomposition of the liquid aerosol-forming substrate, which can result in the formation of unwanted by-products.
Для производства постоянного аэрозоля нагревательный элемент нуждается в постоянном смачивании жидким субстратом, образующим аэрозоль, при каждой затяжке пользователем из системы, генерирующей аэрозоль. Тем не менее, с традиционными нагревателями в сборе с фитилем и катушкой может быть трудно достичь постоянного смачивания вследствие разброса между разными фитилями. Смачивание нагревательного элемента также зависит от ориентации системы, генерирующей аэрозоль, и количества субстрата, образующего аэрозоль, остающегося в части для хранения жидкости.To produce a continuous aerosol, the heating element needs to be constantly wetted by the liquid aerosol-forming substrate each time the user draws from the aerosol-generating system. However, with traditional wick and coil heaters it can be difficult to achieve consistent wetting due to variation between different wicks. Wetting of the heating element also depends on the orientation of the aerosol generating system and the amount of aerosol-forming substrate remaining in the liquid storage portion.
Кроме того, способность качественно и постоянно изготавливать нагреватели в сборе важна для поддержания надежной работы разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Например, в нагревателях в сборе, имеющих нагревательную катушку, нагревательные катушки должны производиться с одинаковыми размерами для снижения разброса между изделиями. В известных системах производство нагревателя в сборе может потребовать большого количества производственных этапов, для некоторых из них может потребоваться их выполнение рабочим вручную. Ручная сборка увеличивает вероятность разброса между разными нагревателями в сборе, а также увеличивает стоимость и сложность производственного процесса.In addition, the ability to produce heater assemblies well and consistently is important to maintaining reliable operation of different aerosol generating systems of the same type. For example, in heater assemblies that have a heating coil, the heating coils must be manufactured to uniform dimensions to reduce variation between products. In prior art systems, manufacturing the heater assembly may require a large number of manufacturing steps, some of which may require a worker to perform them manually. Manual assembly increases the likelihood of variation between different heater assemblies and also increases the cost and complexity of the manufacturing process.
Желательно обеспечить нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, который позволяет обеспечить более постоянное смачивание нагревательного элемента. Также желательно предуcмотреть нагревательный элемент, который может быть изготовлен более простым и единообразным образом.It is desirable to provide a heating element for the aerosol generating system that allows for more consistent wetting of the heating element. It is also desirable to provide a heating element that can be manufactured in a simpler and more uniform manner.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать первую нить. Первая нить может быть выполнена с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать вторую нить. Вторая нить может быть выполнена с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.According to one example of the present invention, a heating element is provided for an aerosol generating system. The heating element may include a first filament. The first thread may be configured to heat the liquid substrate to form an aerosol. The heating element may include a second filament. The second filament may be configured to carry a liquid aerosol-forming substrate to wet at least a portion of the heating element with the liquid aerosol-forming substrate.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать множество первых нитей. Множество первых нитей может быть выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать множество вторых нитей. Множество вторых нитей может быть выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.According to one example of the present invention, a heating element is provided for an aerosol generating system. The heating element may comprise a plurality of first filaments. The plurality of first filaments may be configured to heat the liquid substrate to form an aerosol. The heating element may include a plurality of second filaments. The plurality of second filaments may be configured to carry a liquid aerosol-forming substrate to wet at least a portion of the heating element with the liquid aerosol-forming substrate.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит множество первых нитей и множество вторых нитей, при этом множество первых нитей выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и при этом множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.According to one example of the present invention, there is provided a heating element for an aerosol generating system, the heating element comprising a plurality of first filaments and a plurality of second filaments, the plurality of first filaments configured to heat a liquid aerosol-generating substrate; and wherein the plurality of second filaments are configured to carry the liquid aerosol-forming substrate to wet at least a portion of the heating element with the liquid aerosol-forming substrate.
Таким образом, нагревательный элемент представляет собой гибридный нагревательный элемент, содержащий два разных типа нити; причем множество первых нитей выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, а множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль. В качестве преимущества множество вторых нитей переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к первым нитям и по ним. Таким образом, вторые нити служат в качестве фитилей внутри основной части нагревательного элемента и помогают смачивать нагревательный элемент жидким субстратом, образующим аэрозоль, за счет увеличения области первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Вторые нити содействуют распределению субстрата, образующего аэрозоль, по нагревательному элементу для достижения лучшего смачивания первых нитей и увеличения области испарения. Нагревательный элемент согласно настоящему изобретению помогает обеспечить постоянную область нагревательного элемента, смачиваемую во время каждого использования системы, генерирующей аэрозоль, и, таким образом, помогает генерировать постоянное количество аэрозоля на протяжении ряда последовательных использований и для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Вторые нити также могут помочь улучшить включение нагревательного элемента в пористый материал или другую форму материала для переноса, используемого для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. В дополнение вторые нити помогают увеличить область контакта между нагревательным элементом и материалом для переноса.Thus, the heating element is a hybrid heating element containing two different types of filament; wherein the plurality of first threads is configured to heat the liquid aerosol-forming substrate, and the plurality of second threads is configured to carry the liquid aerosol-forming substrate. As an advantage, the plurality of second threads carries the aerosol-forming liquid substrate to and along the first threads. Thus, the second filaments serve as wicks within the body of the heating element and help wet the heating element with the liquid aerosol-forming substrate by increasing the area of the first filaments that is in contact with the liquid aerosol-forming substrate. The second filaments assist in distributing the aerosol-forming substrate over the heating element to achieve better wetting of the first filaments and increase the evaporation area. The heating element of the present invention helps to provide a constant area of the heating element that is wetted during each use of the aerosol generating system, and thus helps to generate a constant amount of aerosol over a number of successive uses and for different aerosol generating systems of the same type. The second threads may also help improve the incorporation of the heating element into a porous material or other form of transfer material used to transfer the aerosol-forming liquid substrate to the heating element. In addition, the second filaments help to increase the contact area between the heating element and the transfer material.
Нагревательный элемент может представлять собой проницаемую для текучей среды нагревательную нить. Первые нити могут представлять собой нагревательные нити. Вторые нити могут представлять собой капиллярные нити.The heating element may be a fluid-permeable heating filament. The first filaments may be heating filaments. The second threads may be capillary threads.
Множество первых нитей может быть образовано из электропроводящего материала. Электропроводящий материал позволяет резистивно или индукционно нагревать нагревательный элемент.The plurality of first threads may be formed from an electrically conductive material. The electrically conductive material allows the heating element to be resistively or inductively heated.
Множество первых нитей может включать электрически резистивные нагревательные нити.The plurality of first filaments may include electrically resistive heating filaments.
Множество первых нитей может быть образовано из металлического материала. Множество первых нитей может быть изготовлено из любого подходящего электропроводящего материала. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электропроводящую керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные 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® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании «Titanium Metals Corporation». Предпочтительно множество первых нитей изготовлено из нержавеющей стали, более предпочтительно из нержавеющей стали марок 300-й серии, таких как AISI 304, 312, 316, 304L, 316L, или из нержавеющей стали марок 400-й серии, таких как AISI 410, 420 или 430. The plurality of first threads may be formed from a metallic material. The plurality of first threads may be made from 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. Preferably, the plurality of first threads is made of stainless steel, more preferably 300 series stainless steel such as AISI 304, 312, 316, 304L, 316L, or 400 series stainless steel such as AISI 410, 420 or 430.
Дополнительно множество первых нитей может содержать комбинации вышеописанных материалов. Комбинация материалов может использоваться для улучшения управления сопротивлением нагревательного элемента. Например, материалы с высоким собственным сопротивлением могут комбинироваться с материалами с низким собственным сопротивлением. Это может быть преимущественным, если один из материалов является более предпочтительным по другим причинам, например, из-за стоимости, обрабатываемости или других физических и химических параметров. Преимущественно нагреватели с высоким удельным сопротивлением обеспечивают возможность более эффективного использования энергии батареи.Additionally, the plurality of first threads may comprise combinations of the materials described above. A combination of materials can be used to improve resistance control of the heating element. For example, materials with high intrinsic resistance can be combined with materials with low intrinsic resistance. This may be advantageous if one of the materials is preferred for other reasons, such as cost, processability, or other physical and chemical parameters. Advantageously, high resistivity heaters enable more efficient use of battery energy.
Множество первых нитей может включать проволоки. Множество первых нитей может включать электропроводящие нитки.The plurality of first threads may include wires. The plurality of first threads may include electrically conductive threads.
Множество вторых нитей может быть гидрофильным. Множество вторых нитей может быть изготовлено из гидрофильного материала. В качестве альтернативы множество вторых нитей может быть изготовлено из другого материала и покрыто гидрофильным материалом. Гидрофильный материал имеет сродство к воде и легче смачивается водными растворами по сравнению с негидрофильными материалами. Гидрофильная вторая нить помогает переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутри нагревательного элемента для смачивания нагревательного элемента.The plurality of second strands may be hydrophilic. The plurality of second threads may be made of a hydrophilic material. Alternatively, the plurality of second threads may be made of a different material and coated with a hydrophilic material. A hydrophilic material has an affinity for water and is more easily wetted by aqueous solutions compared to non-hydrophilic materials. The hydrophilic second filament helps carry the aerosol-forming liquid substrate within the heating element to wet the heating element.
Множество вторых нитей может быть образовано из металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из неметаллического материала. Множество вторых нитей может быть изготовлено из любого подходящего гидрофильного материала или покрыто любым подходящим гидрофильным материалом. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полимеры, такие как полиэфиры; целлюлозные волокна, такие как хлопок, вискоза или другие регенерированные волокна, изготовленные из древесины и сельскохозяйственных продуктов; стекло; керамику и композиционные материалы, изготовленные из комбинации вышеперечисленных материалов. В одном примере вторые нити могут быть изготовлены из пластичного материала, такого как вискоза, в отличие от более хрупких материалов, таких как стекло, поскольку пластичные материалы являются более гибкими и подходят больше для технологий массового производства.The plurality of second threads may be formed from a metallic material. The plurality of second threads may be formed from a non-metallic material. The plurality of second strands may be made of or coated with any suitable hydrophilic material. Suitable materials include, but are not limited to: polymers such as polyesters; cellulosic fibers such as cotton, rayon or other regenerated fibers made from wood and agricultural products; glass; ceramics and composite materials made from a combination of the above materials. In one example, the second threads may be made from a ductile material such as rayon, as opposed to more fragile materials such as glass, since ductile materials are more flexible and more suitable for mass production techniques.
Множество вторых нитей может быть волокнистым. Каждая из вторых нитей может включать одно или более волокон. Каждая из вторых нитей может включать нитку. Множество вторых нитей может включать нитки из стекловолокна.The plurality of second threads may be fibrous. Each of the second threads may include one or more fibers. Each of the second threads may include a thread. The plurality of second threads may include fiberglass threads.
Множество вторых нитей может быть образовано из негидрофильного материала или даже из гидрофобного материала с поверхностью, обработанной для повышения гидрофильности материала. Может быть использована любая подходящая обработка поверхности, которая повышает поверхностную энергию материала, включая, без ограничения, плазменную обработку и пескоструйную обработку. В одном примере вторые нити могут быть изготовлены из полиэфирэфиркетона (PEEK), поверхность которого обработана так, чтобы сделать его гидрофильным и повысить его смачиваемость. Преимущество использования нитей PEEK заключается в том, что они могут быть использованы для включения нагревательного элемента в крепление нагревателя, которое также изготовлено из PEEK или другого подходящего полимера. При помещении нагревательного элемента на крепление нагревателя из PEEK и нагреве обоих из них по меньшей мере до температуры стеклования PEEK нити из PEEK нагревательного элемента свяжутся с креплением нагревателя из PEEK и будут удерживать нагревательный элемент на креплении нагревателя.The plurality of second strands may be formed from a non-hydrophilic material or even from a hydrophobic material with a surface treated to increase the hydrophilicity of the material. Any suitable surface treatment that increases the surface energy of the material can be used, including, but not limited to, plasma treatment and sandblasting. In one example, the second filaments may be made of polyetheretherketone (PEEK), which is surface treated to make it hydrophilic and increase its wettability. The advantage of using PEEK filaments is that they can be used to incorporate a heating element into a heater mount that is also made of PEEK or other suitable polymer. By placing the heating element on the PEEK heater mount and heating both of them to at least the glass transition temperature of the PEEK, the PEEK strands of the heating element will bind to the PEEK heater mount and hold the heating element to the heater mount.
Множество первых нитей может включать нити для индукционного нагрева, так что множество первых нитей индукционно нагреваются, когда нагревательный элемент помещается в переменное магнитное поле. Множество первых нитей предпочтительно выровнено с направлением переменного магнитного поля или по существу параллельно этому направлению.The plurality of first filaments may include induction heating filaments such that the plurality of first filaments are inductively heated when the heating element is placed in an alternating magnetic field. The plurality of first threads are preferably aligned with or substantially parallel to the direction of the alternating magnetic field.
Множество первых нитей может быть образовано из токоприемного материала. В контексте данного документа термин «токоприемный материал» относится к материалу, который способен преобразовывать магнитную энергию в тепло. Когда токоприемник расположен в переменном магнитном поле, например, переменном магнитном поле, генерируемом индукционной катушкой, токоприемник нагревается. Нагрев токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемном материале, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала.The plurality of first threads may be formed from a current-receiving material. As used herein, the term "susceptible material" refers to a material that is capable of converting magnetic energy into heat. When the pantograph is placed in an alternating magnetic field, such as an alternating magnetic field generated by an induction coil, the pantograph heats up. Heating of the current collector may result from at least one of hysteresis losses and eddy currents induced in the current collector material, depending on the electrical and magnetic properties of the current collector material.
Токоприемник может представлять собой или может содержать любой материал, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительные токоприемные материалы могут быть нагреты до температуры свыше 100, 150, 200 или 250 градусов Цельсия. Предпочтительные токоприемные материалы могут быть электропроводящими материалами. Подходящие токоприемные материалы включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемные материалы могут содержать металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемные материалы могут быть ферромагнитными, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Токоприемный материал может содержать по меньшей мере 5 процентов, по меньшей мере 20 процентов, по меньшей мере 50 процентов или по меньшей мере 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемные материалы могут содержать или быть выполнены из нержавеющей стали марок 400-й серии, например, AISI 410, 420 или 430. Разные материалы будут рассеивать разные количества энергии, когда они расположены внутри электромагнитных полей, имеющих подобные значения частоты и напряженности поля. Таким образом, параметры токоприемного материала, такие как тип материала и размер, могут быть изменены для обеспечения желаемого рассеивания мощности внутри известного электромагнитного поля.The current collector may be or may contain any material that can be inductively heated to a temperature sufficient to release volatile compounds from the aerosol-forming substrate. Preferred current collecting materials may be heated to temperatures in excess of 100, 150, 200 or 250 degrees Celsius. Preferred current collecting materials may be electrically conductive materials. Suitable current collecting materials include graphite, molybdenum, silicon carbide, stainless steel, niobium, aluminum, nickel, nickel compounds, titanium and composite metal materials. Preferred current collecting materials may contain metal or carbon. Some preferred current collecting materials may be ferromagnetic, such as ferritic iron, a ferromagnetic alloy such as ferromagnetic steel or stainless steel, ferromagnetic particles and ferrite. The current collecting material may contain at least 5 percent, at least 20 percent, at least 50 percent, or at least 90 percent ferromagnetic or paramagnetic materials. Preferred current collecting materials may contain or be made from 400 series stainless steel, such as
В одном примере множество первых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из неметаллического гидрофильного материала. Нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала. В качестве преимущества за счет предусмотрения множества третьих нитей, образованных из немагнитного материала, создается участок нагревательного элемента, который не нагревается индукционно до значительной степени при помещении в переменное магнитное поле, поскольку немагнитный материал не генерирует значительного количества тепла по сравнению с магнитным материалом. Это происходит поскольку немагнитные материалы нагреваются за счет вихревых токов в материале, в частности, на участке материала вблизи его поверхности (так называемый «скин»-эффект), а магнитные материалы нагреваются за счет вихревых токов в «скин»-слое и за счет потерь на гистерезис в магнитном материале. Дополнительные потери на гистерезис в магнитных материалах помогают генерировать больше тепла. Например, когда нити из нержавеющей стали помещаются в переменное магнитное поле с частотой приблизительно 6,78 мегагерц и напряженностью поля приблизительно от 1 до 10 ампер на метр, магнитная нержавеющая сталь генерирует приблизительно в 10 раз больше тепла, чем немагнитная нержавеющая сталь. Множество третьих нитей может иметь структурную функцию. Например, множество третьих нитей может образовывать часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Такое расположение снижает количество тепла от нагревательного элемента, которое рассеивается в крепление нагревателя, а также снижает вероятность нанесения теплого повреждения креплению нагревателя. Частота и напряженность поля магнитного поля могут быть отрегулированы в зависимости от используемых материалов.In one example, the plurality of first threads may be formed from a magnetic metallic material. The plurality of second strands may be formed from a non-metallic hydrophilic material. The heating element may further comprise a plurality of third filaments that are formed from a non-magnetic metallic material. Advantageously, by providing a plurality of third filaments formed from a non-magnetic material, a portion of the heating element is provided that is not inductively heated to a significant degree when placed in an alternating magnetic field, since the non-magnetic material does not generate a significant amount of heat compared to the magnetic material. This occurs because non-magnetic materials are heated due to eddy currents in the material, in particular, in the area of the material near its surface (the so-called “skin” effect), and magnetic materials are heated due to eddy currents in the “skin” layer and due to losses on hysteresis in magnetic material. Additional hysteresis losses in magnetic materials help generate more heat. For example, when stainless steel strands are placed in an alternating magnetic field with a frequency of approximately 6.78 megahertz and a field strength of approximately 1 to 10 amperes per meter, magnetic stainless steel generates approximately 10 times more heat than non-magnetic stainless steel. Multiple third strands may have a structural function. For example, the plurality of third filaments may form a portion of the heating element that is connected to or in contact with the heater mount or grid holder. This arrangement reduces the amount of heat from the heating element that is dissipated into the heater mount and also reduces the likelihood of heat damage to the heater mount. The frequency and field strength of the magnetic field can be adjusted depending on the materials used.
В другом примере множество первых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала. Множество третьих нитей может проходить в том же направлении, что и множество вторых нитей. Множество третьих нитей может быть организовано в виде двух частей или групп на противоположных сторонах нагревательного элемента. Множество третьих нитей может образовывать часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Множество вторых нагревательных элементов может образовывать часть нагревательного элемента, которая расположена внутри или поперек отверстия или канала крепления нагревателя или держателя сетки. Множества вторых и третьих нитей могут быть выполнены с более близким расположением или более плотным уложением нитей, чем множество первых нитей. Каждая нить из множества вторых нитей может находиться в контакте с соседней нитью из множества вторых нитей в одной или более точках вдоль своей длины. Каждая нить из множества третьих нитей может находиться в контакте с соседней нитью из множества третьих нитей в одной или более точках вдоль своей длины.In another example, the plurality of first threads may be formed from a magnetic metallic material. The plurality of second threads may be formed from a magnetic metal material. The heating element may further comprise a plurality of third filaments that are formed from a non-magnetic metallic material. The plurality of third threads may extend in the same direction as the plurality of second threads. The plurality of third filaments may be arranged in two parts or groups on opposite sides of the heating element. The plurality of third filaments may form a portion of the heating element that is connected to or in contact with the heater mount or grid holder. The plurality of second heating elements may form a portion of the heating element that is located within or across the opening or channel of the heater or grid holder attachment. The plurality of second and third threads may be more closely spaced or denser than the plurality of first threads. Each strand of the plurality of second strands may be in contact with an adjacent strand of the plurality of second strands at one or more points along its length. Each strand of the plurality of third strands may be in contact with an adjacent strand of the plurality of third strands at one or more points along its length.
Множество первых нитей может быть изготовлено из нержавеющей стали марок 400-й серии, таких как AISI 410, 420 или 430. Нержавеющая сталь марок 400-й серии обычно является магнитной. Множество третьих нитей может быть изготовлено из нержавеющей стали марок 300-й серии, таких как AISI 304, 312, 316, 304L, 316L. Нержавеющая сталь марок 300-й серии обычно является немагнитной.The plurality of first threads can be made from 400 series stainless steel, such as
Каждая из вторых нитей может проходить вдоль соответствующей одной из первых нитей, помогая переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по первой нити. Каждая из вторых нитей может проходить в промежутке между двумя соседними первыми нитями, помогая переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки между соседними первыми нитями и по первым нитям. Каждая из вторых нитей может по существу заполнять промежуток между двумя соседними первыми нитями. Вторая нить может переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, за счет капиллярного эффекта или капиллярности. Вторая нить может переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, за счет капиллярного эффекта или капиллярности внутри основной части самой нити, например, между волокнами второй нити. В качестве альтернативы или дополнительно промежуток между первой нитью и второй нитью может действовать как капиллярный канал, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Each of the second threads may extend along a corresponding one of the first threads to help carry or draw the aerosol-forming liquid substrate along the first thread. Each of the second strands may extend in a space between two adjacent first strands to help carry or draw an aerosol-forming liquid substrate into the spaces between the adjacent first strands and along the first strands. Each of the second threads may substantially fill a gap between two adjacent first threads. The second filament can carry the liquid substrate forming an aerosol by capillary effect or capillarity. The second filament can transport a liquid substrate forming an aerosol by capillary effect or capillarity within the body of the filament itself, for example, between the fibers of the second filament. Alternatively or additionally, the space between the first filament and the second filament may act as a capillary channel that carries a liquid substrate forming an aerosol.
Множество первых нитей и множество вторых нитей могут проходить в одном направлении. Множество первых нитей и множество вторых нитей могут быть переплетены. Под термином «переплетены» подразумевается, что множество первых нитей и множество вторых нитей расположены в последовательности с чередованием первой и второй нити. Множество первых нитей и множество вторых нитей могут быть расположены параллельно друг другу. Такое расположение помогает переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки между первыми нитями и по первым нитям, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент. В результате область первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, увеличивается, что способствует испарению жидкого субстрата, образующего аэрозоль.The plurality of first threads and the plurality of second threads may extend in the same direction. A plurality of first threads and a plurality of second threads may be intertwined. By “interlaced” is meant that a plurality of first threads and a plurality of second threads are arranged in a sequence alternating between the first and second threads. A plurality of first threads and a plurality of second threads may be arranged parallel to each other. This arrangement helps to transfer or draw the aerosol-forming liquid substrate into the spaces between and along the first filaments, which in turn helps wet the heating element. As a result, the area of the first filaments that is in contact with the aerosol-forming liquid substrate is increased, which promotes evaporation of the aerosol-forming liquid substrate.
Нагревательный элемент может содержать последовательность нитей или полотно из нитей. В одном примере множество первых нитей может быть расположено таким образом, что образует сетку. В контексте данного документа термин «сетка» относится к сетке из нитей, в которой имеется множество пор или ячеек. Сетка может содержать часть множества первых нитей, расположенную в первом направлении, и другую часть множества первых нитей, расположенную во втором направлении. Второе направление может быть поперечным первому направлению. Второе направление может быть по существу перпендикулярно первому направлению. Отдельные нити из множества вторых нитей могут быть расположены между по меньшей мере некоторыми из первых нитей. Отдельные нити из множества вторых нитей могут быть расположены по меньшей мере в одном из первого или второго направлений. При таком расположении вторые нити могут помогать переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в поры или ячейки в сетке из первых нитей и по первым нитям, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент. The heating element may comprise a sequence of filaments or a web of filaments. In one example, a plurality of first threads may be arranged to form a mesh. As used herein, the term "mesh" refers to a network of filaments that has a plurality of pores or cells. The mesh may comprise a portion of the plurality of first threads located in a first direction and another portion of the plurality of first threads located in a second direction. The second direction may be transverse to the first direction. The second direction may be substantially perpendicular to the first direction. Individual strands of the plurality of second strands may be located between at least some of the first strands. The individual threads of the plurality of second threads may be located in at least one of the first or second directions. With this arrangement, the second filaments can help carry or draw the aerosol-forming liquid substrate into the pores or cells in the mesh of the first filaments and along the first filaments, which in turn helps wet the heating element.
Множество вторых нитей может быть расположено только в одном из первого и второго направлений. Множество вторых нитей может быть расположено как в первом, так и во втором направлениях. Множество вторых нитей может быть расположено между множеством первых нитей так, чтобы каждый промежуток между соседними нитями из множества первых нитей содержал вторую нить.The plurality of second threads may be located in only one of the first and second directions. The plurality of second threads may be located in both the first and second directions. A plurality of second threads may be positioned between a plurality of first threads such that each space between adjacent threads of the plurality of first threads contains a second thread.
В другом примере нагревательный элемент может быть расположен таким образом, что образует сетку. Множество первых нитей может быть расположено в первом направлении. Множество вторых нитей может быть расположено во втором направлении. Второе направление может быть поперечно первому направлению. Второе направление может быть по существу перпендикулярно первому направлению. Такое расположение помогает переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в нагревательный элемент, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент.In another example, the heating element may be arranged in such a way that it forms a grid. A plurality of first threads may be arranged in a first direction. A plurality of second threads may be located in the second direction. The second direction may be transverse to the first direction. The second direction may be substantially perpendicular to the first direction. This arrangement helps to transfer or draw the aerosol-forming liquid substrate into the heating element, which in turn helps wet the heating element.
Сетка может быть плетеной или неплетеной. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. The mesh can be woven or non-woven. The mesh can be formed using various types of woven or lattice structures.
Нагревательный элемент может содержать переплетающуюся сетку. Переплетение множества первых нитей и множества вторых нитей помогает увеличить прочность сетки. Кроме того, переплетающаяся сетка приводит к тому, что по меньшей мере одно из множества первых нитей и множества вторых нитей имеет волнообразную конфигурацию, когда оно переплетается с другим множеством нитей. Такая волнообразная конфигурация может способствовать включению нагревательного элемента в материал для переноса, поскольку волнообразные части нитей могут быть встроены в материал для переноса.The heating element may comprise an interlocking mesh. Weaving multiple first threads and multiple second threads helps increase the strength of the mesh. In addition, the interlacing mesh causes at least one of the plurality of first threads and the plurality of second threads to have a wave-like configuration when it is intertwined with the other plurality of threads. Such a wave-like configuration can facilitate the inclusion of a heating element in the transfer material since the wave-like portions of the filaments can be embedded in the transfer material.
Когда нагревательный элемент содержит переплетающуюся сетку, первое направление нитей может быть направлением долевой нити, а второе направление нитей может быть направлением поперечной нити.When the heating element includes an interlocking mesh, the first thread direction may be a grain direction and the second thread direction may be a cross thread direction.
В примере, в котором нити нагревательного элемента изготовлены из одного материала, нити, расположенные в направлении поперечной нити, могут иметь диаметр и толщину, равные диаметру и толщине нитей, расположенных в направлении долевой нити, или меньше. Такое расположение приводит к тому, что поперечные нити являются по меньшей мере такими же гибкими и деформируемыми, а предпочтительно более гибкими и деформируемыми, чем долевые нити. Это способствует тому, что поперечные нити заплетаются вокруг долевых нитей.In an example in which the heating element filaments are made of the same material, the filaments located in the cross filament direction may have a diameter and thickness equal to or less than the diameter and thickness of the filaments located in the lobe filament direction. This arrangement results in the transverse threads being at least as flexible and deformable, and preferably more flexible and deformable, than the lobe threads. This ensures that the transverse threads are woven around the lobar threads.
В другом примере, в котором нагревательный элемент содержит как металлические, так и неметаллические нити, металлические нити могут быть долевыми, а неметаллические нити могут быть поперечными. В этом случае неметаллические нити могут быть выбраны так, чтобы они были более гибкими и деформируемыми, чем металлические нити. Это способствует тому, что поперечные нити заплетаются вокруг долевых нитей.In another example, in which the heating element contains both metallic and non-metallic filaments, the metallic filaments may be longitudinal and the non-metallic filaments may be transverse. In this case, non-metallic threads can be selected to be more flexible and deformable than metallic threads. This ensures that the transverse threads are woven around the lobar threads.
Сетчатый нагревательный элемент может содержать множество первых нитей, образованных из магнитного металлического материала. Сетчатый нагревательный элемент может содержать множество вторых нитей, образованных из магнитного металлического материала. Сетчатый нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, образованных из немагнитного металлического материала, так что множество третьих нитей не нагревается индукционно до значительной степени при помещении в переменное магнитное поле. Множество третьих нитей может быть вплетено в том же направлении, что и множество вторых нитей. Множество третьих нитей может образовывать по меньшей мере одну часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Такое расположение снижает теплопотери крепления нагревателя. Множество вторых нагревательных элементов может входить в состав части нагревательного элемента, которая расположена внутри или поперек отверстия или канала крепления нагревателя или держателя сетки. Множества вторых и третьих нитей могут быть выполнены с более близким расположением или более плотным уложением нитей, чем множество первых нитей. Каждая нить из множества вторых нитей может находиться в контакте или в соприкосновении с соседней нитью из множества вторых нитей в одной или более точках вдоль своей длины. Каждая нить из множества третьих нитей может находиться в контакте или в соприкосновении с соседней нитью из множества третьих нитей в одной или более точках вдоль своей длины. При расположении множеств вторых и третьих нитей в контакте друг с другом между нитями не будет видно промежутков, если смотреть под углом, перпендикулярным к плоскости сетки. Такой плотный рисунок сетки помогает переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по сетке.The mesh heating element may include a plurality of first filaments formed from a magnetic metal material. The mesh heating element may include a plurality of second filaments formed from a magnetic metal material. The mesh heating element may further comprise a plurality of third filaments formed from a non-magnetic metallic material such that the plurality of third filaments are not inductively heated to a significant degree when placed in an alternating magnetic field. A plurality of third threads may be woven in the same direction as the plurality of second threads. The plurality of third strands may define at least one portion of the heating element that is connected to or in contact with the heater mount or grid holder. This arrangement reduces heat loss from the heater mounting. The plurality of second heating elements may be included in a portion of the heating element that is located within or across the opening or passage of the heater or grid holder. The plurality of second and third threads may be more closely spaced or denser than the plurality of first threads. Each strand of the plurality of second strands may be in contact or in contact with an adjacent strand of the plurality of second strands at one or more points along its length. Each strand of the plurality of third strands may be in contact or in contact with an adjacent strand of the plurality of third strands at one or more points along its length. By placing multiple second and third threads in contact with each other, no gaps will be visible between the threads when viewed at an angle perpendicular to the plane of the mesh. This dense mesh pattern helps transport the aerosol-forming liquid substrate across the mesh.
Множество первых нитей может определять поры или ячейки между нитями, и поры могут иметь ширину от 10 микрометров до 300 микрометров, предпочтительно от 20 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 50 микрометров до 100 микрометров, более предпочтительно приблизительно 70 микрометров.The plurality of first threads may define pores or cells between the threads, and the pores may have a width of from 10 micrometers to 300 micrometers, preferably from 20 micrometers to 100 micrometers, preferably from 50 micrometers to 100 micrometers, more preferably about 70 micrometers.
Множество первых нитей может образовывать сетку размером от 60 до 240 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Предпочтительно плотность сетки составляет от 100 до 140 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Более предпочтительно плотность сетки составляет приблизительно 115 нитей на сантиметр.The plurality of first threads can form a mesh ranging from 60 to 240 threads per centimeter (+/- 10 percent). Preferably, the mesh density is from 100 to 140 threads per centimeter (+/- 10 percent). More preferably, the mesh density is approximately 115 threads per centimeter.
Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади пор или ячеек к общей площади сетки, может составлять от 40 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 85 процентов до 80 процентов, более предпочтительно приблизительно 82 процента.The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the pores or cells to the total area of the mesh, can be from 40 percent to 90 percent, preferably from 85 percent to 80 percent, more preferably about 82 percent.
Каждая из первых нитей или проволок нагревательного элемента может иметь средний диаметр по меньшей мере 10, 16, 17, 25 или 30 микрон. Каждая из первых нитей или проволок может иметь средний диаметр менее 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 или 30 микрон. Каждая из первых нитей или проволок может иметь средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно от 15 до 30 микрон, например, приблизительно 25 микрон.Each of the first heating element filaments or wires may have an average diameter of at least 10, 16, 17, 25 or 30 microns. Each of the first filaments or wires may have an average diameter of less than 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 or 30 microns. Each of the first filaments or wires may have an average diameter of from 10 to 80 microns, preferably from 10 to 50 microns, and more preferably from 15 to 30 microns, for example about 25 microns.
Множество вторых нитей может иметь деформированный или уплощенный профиль поперечного сечения. Каждая из вторых нитей может иметь ширину, которая приблизительно равна размеру ячейки сетки, так что вторая нить занимает практически все или по меньшей мере 80 процентов пространства между соседними первыми нитями. Каждая из вторых нитей может иметь толщину, которая приблизительно равна диаметру или толщине первых нитей.The plurality of second threads may have a deformed or flattened cross-sectional profile. Each of the second threads may have a width that is approximately equal to the mesh size such that the second thread occupies substantially all or at least 80 percent of the space between adjacent first threads. Each of the second threads may have a thickness that is approximately equal to the diameter or thickness of the first threads.
Вторые нити или волокна могут иметь средний диаметр от 80% до 120% среднего диаметра первых нитей или проволок. Первые нити и вторые нити могут иметь по существу идентичные средние диаметры.The second threads or fibers may have an average diameter of from 80% to 120% of the average diameter of the first threads or wires. The first threads and the second threads may have substantially identical average diameters.
Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр по меньшей мере 10, 16, 17, 25 или 30 микрон. Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр менее 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 или 30 микрон. Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно от 15 до 30 микрон, например, приблизительно 25 микрон.Each of the second threads or fibers may have an average diameter of at least 10, 16, 17, 25 or 30 microns. Each of the second threads or fibers may have an average diameter of less than 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, or 30 microns. Each of the second threads or fibers may have an average diameter of from 10 to 80 microns, preferably from 10 to 50 microns, and more preferably from 15 to 30 microns, for example about 25 microns.
Нагревательный элемент может быть по существу плоским. Нагревательный элемент может быть по существу планарным. В качестве преимущества плоский или планарный нагревательный элемент может быть легко обработан во время изготовления и может предусматривать прочную конструкцию нагревателя в сборе.The heating element may be substantially flat. The heating element may be substantially planar. As an advantage, the flat or planar heating element can be easily processed during manufacture and can provide a robust heater assembly design.
В контексте данного документа термин «плоский» используется для обозначения по существу двумерного топологического многообразия. Таким образом, плоский нагревательный элемент может проходить в двух измерениях вдоль поверхности существенно больше, чем в третьем измерении. Размеры плоского нагревательного элемента в двух измерениях в пределах поверхности могут быть по меньшей мере в 2, 5 или 10 раз больше, чем в третьем измерении, перпендикулярном этой поверхности. Примером по существу плоского нагревательного элемента является структура между двумя по существу параллельными поверхностями, при этом расстояние между этими двумя воображаемыми поверхностями по существу меньше, чем протяженность в пределах этих поверхностей. В некоторых примерах по существу плоский нагревательный элемент может входить в зацепление с поверхностью материала для переноса, таким как пористая керамическая основная часть.In the context of this document, the term "flat" is used to refer to an essentially two-dimensional topological manifold. Thus, a flat heating element can extend in two dimensions along the surface significantly more than in the third dimension. The dimensions of a flat heating element in two dimensions within a surface may be at least 2, 5 or 10 times larger than in a third dimension perpendicular to that surface. An example of a substantially planar heating element is a structure between two substantially parallel surfaces, wherein the distance between the two imaginary surfaces is substantially less than the extent within those surfaces. In some examples, a substantially flat heating element may engage the surface of a transfer material, such as a porous ceramic body.
В других примерах нагревательный элемент является изогнутым вдоль одного или более измерений, например, образуя куполообразную форму или мостообразную форму. In other examples, the heating element is curved along one or more dimensions, for example, forming a dome shape or a bridge shape.
Площадь нагревательного элемента может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, предпочтительно меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно 15 квадратных миллиметров. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Размер нагревательного элемента, меньший или равный 50 квадратным миллиметрам, снижает количество общей мощности, необходимой для нагрева нагревательного элемента, при этом обеспечивая достаточный контакт нагревательного элемента с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Нагревательный элемент может, например, иметь прямоугольную форму и длину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров, и ширину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров. Предпочтительно нагревательный элемент имеет размеры приблизительно 5 миллиметров на 3 миллиметра.The area of the heating element may be small, for example less than or equal to 50 square millimeters, preferably less than or equal to 25 square millimeters, more preferably about 15 square millimeters. The size is selected to incorporate the heating element into a hand-held system. A heating element size less than or equal to 50 square millimeters reduces the amount of total power required to heat the heating element while still providing sufficient contact of the heating element with the aerosol-forming liquid substrate. The heating element may, for example, have a rectangular shape and a length of from 2 millimeters to 10 millimeters and a width of from 2 millimeters to 10 millimeters. Preferably, the heating element has dimensions of approximately 5 millimeters by 3 millimeters.
Электрическое сопротивление нагревательного элемента может составлять от 0,3 Ом до 4 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно или выше 0,5 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление нагревательного элемента составляет от 0,6 Ом до 0,8 Ом и наиболее предпочтительно приблизительно 0,68 Ом. Удельное электрическое сопротивление нагревательного элемента предпочтительно по меньшей мере на порядок, и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка, больше, чем удельное электрическое сопротивление любых электропроводящих контактных участков. Это обеспечивает локализацию тепла, генерируемого в результате протекания тока через электрический нагреватель, на нагревательном элементе. Преимущественно нагревательный элемент имеет низкое общее сопротивление, если питание в систему подается от батареи. Система с низким сопротивлением и высоким током обеспечивает возможность подачи высокой мощности на нагревательный элемент. Это обеспечивает возможность быстрого нагрева нагревательным элементом электропроводящих нитей до необходимой температуры.The electrical resistance of the heating element can range from 0.3 Ohm to 4 Ohm. Preferably the electrical resistance is equal to or greater than 0.5 ohms. More preferably, the electrical resistance of the heating element is from 0.6 ohms to 0.8 ohms, and most preferably about 0.68 ohms. The electrical resistivity of the heating element is preferably at least an order of magnitude, and more preferably at least two orders of magnitude, greater than the electrical resistivity of any electrically conductive contact portions. This ensures that the heat generated by the flow of current through the electric heater is localized at the heating element. Advantageously, the heating element has a low overall resistance if the system is powered by a battery. The low resistance, high current system allows high power to be supplied to the heating element. This makes it possible for the heating element to quickly heat the electrically conductive threads to the required temperature.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль. Нагреватель в сборе может содержать нагревательный элемент в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Нагреватель в сборе может содержать материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.According to one example of the present invention, a heater assembly is provided for an aerosol generating system. The heater assembly may include a heating element in accordance with any of the examples described above. The heater assembly may include transfer material for transferring the aerosol-forming liquid substrate to the heating element.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит нагревательный элемент согласно любому из примеров, описанных выше, и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.According to one example of the present invention, there is provided a heater assembly for an aerosol generating system, the heater assembly comprising a heating element according to any of the examples described above, and a transfer material for transferring a liquid aerosol-generating substrate to the heating element.
Материал для переноса может содержать капиллярный материал. В контексте данного документа, «капиллярный материал» относится к материалу, который переносит жидкость от одного конца материала к другому за счет капиллярного эффекта. Капиллярный материал может иметь волокнистую или пористую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или ниток, или трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть в целом выровнены для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в определенном направлении, например, в направлении нагревательного элемента. В качестве альтернативы капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может переноситься за счет капиллярного эффекта. Капиллярный материал может проходить в поры или ячейки в нагревателе. Нагреватель может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь указанных пор или ячеек за счет капиллярного эффекта. The transfer material may comprise capillary material. As used herein, "capillary material" refers to a material that transfers liquid from one end of the material to the other by capillary action. The capillary material may have a fibrous or porous structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may contain a plurality of fibers or threads, or tubes with narrow channels. The fibers or filaments may be generally aligned to move the aerosol-forming liquid substrate in a particular direction, for example, towards a heating element. Alternatively, the capillary material may comprise a sponge-like or foam-like material. The structure of the capillary material forms many small channels or tubes through which the aerosol-forming liquid substrate can be transported by capillary action. The capillary material may extend into pores or cells in the heater. The heater can draw the liquid substrate, forming an aerosol, into the specified pores or cells due to capillary effect.
Материал для переноса 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. Материал для переноса может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включающие, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при помощи материала для переноса жидкости за счет капиллярного эффекта. Материал для переноса может содержать пористую керамическую основную часть.The transfer 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. The transfer material may have any suitable capillarity and porosity for its use with liquids having different physical properties. The liquid aerosol-forming substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that enable the liquid aerosol-forming substrate to be transferred by the liquid transfer material by capillary action. effect. The transfer material may comprise a porous ceramic body.
Части некоторых из множества вторых нитей могут быть включены в материал для переноса. Некоторые из множества вторых нитей могут иметь части, которые проходят от плоскости или основной части нагревательного элемента, причем эти части могут быть включены в материал для переноса. Например, некоторые из множества вторых нитей могут иметь волнообразную форму или петли или свободные концы, которые могут быть включены или встроены в материал для переноса. Преимущество включения вторых нитей в материал для переноса заключается в том, что это помогает улучшить контакт между нагревательным элементом и материалом для переноса и перенос жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.Portions of some of the plurality of second threads may be included in the transfer material. Some of the plurality of second filaments may have portions that extend from the plane or body of the heating element, which portions may be included in the transfer material. For example, some of the plurality of second threads may have waveforms or loops or loose ends that may be included or embedded in the transfer material. An advantage of including second filaments in the transfer material is that it helps improve contact between the heating element and the transfer material and transfer of the aerosol-forming liquid substrate to the heating element.
Нагревательный элемент может быть неподвижно прикреплен к материалу для переноса. Нагревательный элемент может быть приварен или припаян к материалу для переноса. Нагревательный элемент может быть прикреплен к материалу для переноса посредством участков связывания, образованных между частями вторых нитей и материалом для переноса. Участки связывания могут быть образованы при помощи термического плавления. В качестве альтернативы материал для переноса может быть нанесен непосредственно на нагревательный элемент с помощью определенного вида процесса осаждения, химического, парофазного или электрического.The heating element may be fixedly attached to the transfer material. The heating element may be welded or soldered to the transfer material. The heating element may be attached to the transfer material through bonding portions formed between the second thread portions and the transfer material. Binding sites can be formed by thermal melting. Alternatively, the transfer material may be deposited directly onto the heating element using some type of deposition process, chemical, vapor phase, or electrical.
Нагреватель в сборе может дополнительно содержать по меньшей мере два электрических контакта для подачи электропитания на нагревательный элемент. Каждый электрический контакт может быть соединен по меньшей мере с одной из множества первых нитей. Каждый электрический контакт может быть соединен со множеством первых нитей. Каждый электрический контакт может быть соединен по существу со всеми первыми нитями. Электрические контакты могут быть соединены непосредственно с одной или более из первых нитей. Электрические контакты могут быть соединены с одной или более из первых нитей посредством пайки.The heater assembly may further comprise at least two electrical contacts for supplying electrical power to the heating element. Each electrical contact may be coupled to at least one of the plurality of first threads. Each electrical contact may be connected to a plurality of first threads. Each electrical contact may be connected to substantially all of the first threads. Electrical contacts may be connected directly to one or more of the first threads. Electrical contacts may be connected to one or more of the first threads by soldering.
Если нагреватель в сборе имеет нагревательный элемент, в котором электрические контакты непосредственно соединены с одной или более из первых нитей, множество первых нитей может быть расположено в направлении поперечной нити. Как обсуждалось выше, множество первых нитей представляет собой нагревательные нити и нити, через которые пропускается электрический ток. При расположении множества первых нитей в качестве поперечных нитей волнообразный характер поперечных нитей вокруг долевых нитей помогает ввести первые нити в прямое соединение с электрическими контактами. Это помогает улучшить электрическое соединение между нагревательным элементом и электрическими контактами и уменьшает тепловые потери, которые могут быть вызваны непрямым соединением.If the heater assembly has a heating element in which electrical contacts are directly connected to one or more of the first filaments, a plurality of first filaments may be located in the direction of the transverse filament. As discussed above, the plurality of first filaments are heating filaments and filaments through which electric current is passed. By arranging a plurality of first threads as cross threads, the wavy nature of the cross threads around the lobe threads helps to bring the first threads into direct connection with the electrical contacts. This helps improve the electrical connection between the heating element and the electrical contacts and reduces heat loss that may be caused by an indirect connection.
Каждый электрический контакт может быть соединен по меньшей мере с одной из множества третьих нитей. Электрические контакты могут быть соединены с участком нагревательного элемента, который не нагревается в заметной степени во время использования. Это снижает температурное напряжение на электрических контактах.Each electrical contact may be coupled to at least one of a plurality of third threads. The electrical contacts may be connected to a portion of the heating element that does not become appreciably hot during use. This reduces the temperature stress on the electrical contacts.
Электрические контакты могут быть расположены на противоположных концах или сторонах нагревательного элемента. Электрические контакты могут содержать две электропроводящие контактные площадки. Электропроводящие контактные площадки могут быть расположены в области кромки нагревательного элемента. Предпочтительно по меньшей мере две электропроводящие контактные площадки могут быть расположены по краям нагревательного элемента. Электропроводящая контактная площадка может содержать накладку из олова. В качестве альтернативы электропроводящая контактная площадка может представлять собой единое целое с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом.Electrical contacts may be located on opposite ends or sides of the heating element. The electrical contacts may comprise two electrically conductive contact pads. Electrically conductive contact pads may be located in the region of the edge of the heating element. Preferably, at least two electrically conductive contact pads may be located at the edges of the heating element. The electrically conductive pad may include a tin pad. Alternatively, the electrically conductive pad may be integral with the fluid-permeable heating element.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль. Картридж может содержать нагреватель в сборе в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Картридж может содержать часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.According to one example of the present invention, a cartridge is provided for an aerosol generating system. The cartridge may contain a heater assembly in accordance with any of the examples described above. The cartridge may include a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-forming substrate.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе согласно любому из примеров, описанных выше, и часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.According to one example of the present invention, there is provided a cartridge for an aerosol generating system, the cartridge comprising a heater assembly according to any of the examples described above, and a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-generating substrate.
Термины «часть для хранения жидкости» и «отделение для хранения жидкости» используются в данном документе взаимозаменяемо. Часть или отделение для хранения жидкости может иметь первую и вторую части для хранения, находящиеся в сообщении друг с другом. Первая часть для хранения отделения для хранения жидкости может быть на стороне нагревателя в сборе, противоположной стороне, на которой находится вторая часть для хранения отделения для хранения жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержится в первой и второй частях отделения для хранения жидкости. The terms “liquid storage portion” and “liquid storage compartment” are used interchangeably herein. The liquid storage portion or compartment may have first and second storage portions in communication with each other. The first storage portion of the liquid storage compartment may be on a side of the heater assembly opposite to the side on which the second storage portion of the liquid storage compartment is located. The aerosol-forming liquid substrate is contained in the first and second portions of the liquid storage compartment.
В качестве преимущества первая часть для хранения отделения для хранения больше, чем вторая часть для хранения отделения для хранения жидкости. Картридж может быть выполнен с возможностью обеспечения пользователю возможности втягивания или всасывания из картриджа для вдыхания аэрозоля, генерируемого в картридже. При использовании отверстие на мундштучном конце картриджа обычно располагается над нагревателем в сборе, при этом первая часть для хранения отделения для хранения расположена между отверстием на мундштучном конце и нагревателем в сборе. Наличие первой части для хранения отделения для хранения жидкости над второй частью для хранения отделения для хранения жидкости обеспечивает доставку жидкости от первой части для хранения отделения для хранения жидкости ко второй части для хранения отделения для хранения жидкости и, таким образом, к нагревателю в сборе во время использования под действием силы тяжести.As an advantage, the first storage portion of the storage compartment is larger than the second storage portion of the liquid storage compartment. The cartridge may be configured to allow a user to draw or suction from the cartridge to inhale an aerosol generated in the cartridge. In use, the mouth end hole of the cartridge is generally positioned above the heater assembly, with the first storage portion of the storage compartment located between the mouth end hole and the heater assembly. Having the first storage portion of the liquid storage compartment above the second storage portion of the liquid storage compartment allows liquid to be delivered from the first storage portion of the liquid storage compartment to the second storage portion of the liquid storage compartment and thus to the heater assembly during use under gravity.
Картридж может иметь мундштучный конец, через который пользователь может втягивать генерируемый аэрозоль, и соединительный конец, выполненный с возможностью соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, при этом первая сторона нагревателя в сборе обращена к мундштучному концу, а вторая сторона нагревателя в сборе обращена к соединительному концу.The cartridge may have a mouthpiece end through which a user can draw in the generated aerosol, and a connection end configured to connect to the aerosol generating device, with a first side of the heater assembly facing the mouthpiece end and a second side of the heater assembly facing the connection end. .
Картридж может образовывать закрытый путь или проход для потока воздуха от впускного отверстия для воздуха, проходящий мимо первой стороны нагревателя в сборе к отверстию на мундштучном конце картриджа. Закрытый проход для потока воздуха может проходить через первую или вторую часть для хранения отделения для хранения жидкости. В одном варианте осуществления путь для потока воздуха проходит между первой и второй частями для хранения отделения для хранения жидкости. В дополнение проход для потока воздуха может проходить через первую часть для хранения отделения для хранения жидкости. Например, первая часть для хранения отделения для хранения жидкости может иметь кольцевое поперечное сечение, причем проход для потока воздуха проходит от нагревателя в сборе до части в виде мундштучного конца через первую часть для хранения отделения для хранения жидкости. В качестве альтернативы проход для потока воздуха может проходить от нагревателя в сборе до отверстия на мундштучном конце, смежного с первой частью для хранения отделения для хранения жидкости.The cartridge may define a closed path or passage for air flow from the air inlet opening past a first side of the heater assembly to an opening at the mouth end of the cartridge. The closed passage for air flow may pass through the first or second storage portion of the liquid storage compartment. In one embodiment, the air flow path extends between the first and second storage portions of the liquid storage compartment. In addition, the air flow passage may extend through the first storage portion of the liquid storage compartment. For example, the first storage portion of the liquid storage compartment may have an annular cross-section, with an air flow passage extending from the heater assembly to the mouthpiece portion through the first storage portion of the liquid storage compartment. Alternatively, the air flow passage may extend from the heater assembly to a mouth end opening adjacent the first storage portion of the liquid storage compartment.
Картридж может содержать удерживающий материал для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Удерживающий материал может находиться в первой части для хранения отделения для хранения жидкости, во второй части для хранения отделения для хранения жидкости, или как в первой, так и во второй частях для хранения отделения для хранения жидкости. Удерживающий материал может представлять собой пеноматериал, губку или совокупность волокон. Удерживающий материал может быть образован из полимера или сополимера. В одном варианте осуществления удерживающий материал представляет собой скрученный полимер. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться внутрь удерживающего материала во время использования. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в капсуле.The cartridge may contain retention material for retaining the liquid substrate forming an aerosol. The holding material may be provided in the first storage portion of the liquid storage compartment, in the second storage portion of the liquid storage compartment, or in both the first and second storage portions of the liquid storage compartment. The holding material may be foam, sponge, or a collection of fibers. The retaining material may be formed from a polymer or copolymer. In one embodiment, the retention material is a twisted polymer. The aerosol-forming liquid substrate may be released into the containment material during use. For example, the aerosol-forming liquid substrate may be provided in a capsule.
Картридж в качестве преимущества содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль.The cartridge has the advantage of containing a liquid substrate that forms an aerosol. As used herein, the term "aerosol-forming substrate" refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Volatile compounds may be released as a result of heating the substrate, forming an aerosol.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как жидкие, так и твердые компоненты. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.The aerosol-forming substrate may be liquid at room temperature. The aerosol-forming substrate may contain both liquid and solid components. The liquid substrate forming the aerosol may contain nicotine. The liquid substrate that forms the aerosol containing nicotine may be a matrix of nicotine salt. The aerosol-forming liquid substrate may contain material of plant origin. The aerosol-forming liquid substrate may contain tobacco. The liquid aerosol-forming substrate may comprise tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the aerosol-forming substrate when heated. The aerosol-forming liquid substrate may comprise homogenized tobacco material. The aerosol-forming liquid substrate may contain non-tobacco material. The aerosol-forming liquid substrate may contain homogenized plant material.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или любую смесь соединений, которая, при использовании способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля и является по существу устойчивой к термической деградации при рабочей температуре системы. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают глицерин и пропиленгликоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные вкусоароматические добавки. The liquid aerosol-forming substrate may contain one or more aerosol-forming substances. The aerosol forming agent is any suitable known compound or any mixture of compounds which, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol and is substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the system. Examples of suitable aerosol-forming agents include glycerin and propylene glycol. 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. The aerosol-forming liquid substrate may contain water, solvents, ethanol, plant extracts, and natural or artificial flavoring agents.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин или пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например, приблизительно 2%.The liquid aerosol-forming substrate may contain nicotine and at least one aerosol-forming agent. The aerosol forming agent may be glycerin or propylene glycol. The aerosol-forming agent may contain both glycerin and propylene glycol. The concentration of nicotine in the liquid aerosol-forming substrate may range from about 0.5% to about 10%, such as about 2%.
Картридж может содержать корпус. Корпус может быть выполнен из полученного формованием пластмассового материала, такого как полипропилен (PP) или полиэтилентерефталат (PET). Корпус может частично или полностью образовывать стенку одной или обеих частей отделения для хранения жидкости. Корпус и отделение для хранения жидкости могут быть выполнены как единое целое. В качестве альтернативы отделение для хранения жидкости может быть выполнено отдельно от корпуса и соединено с корпусом.The cartridge may include a housing. The body may be made from a molded plastic material such as polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET). The housing may partially or completely form the wall of one or both portions of the liquid storage compartment. The housing and the liquid storage compartment can be formed as a single unit. Alternatively, the liquid storage compartment may be provided separately from the housing and connected to the housing.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж может быть выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.According to one example of the present invention, an aerosol generating system is provided. The aerosol generating system may comprise a cartridge in accordance with any of the examples described above. The aerosol generating system may comprise an aerosol generating device. The cartridge can be configured to be detachably connected to the aerosol generating device. The aerosol generating device may further comprise a power source for supplying electrical power to the heating element.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно любому из примеров, описанных выше; и устройство, генерирующее аэрозоль, при этом картридж выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.According to one example of the present invention, there is provided an aerosol generating system comprising: a cartridge according to any of the examples described above; and an aerosol generating device, wherein the cartridge is releasably coupled to the aerosol generating device, the aerosol generating device including a power source for supplying electrical power to the heating element.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на нагреватель в сборе. The aerosol generating device may further comprise a control circuit configured to control the supply of electrical power to the heater assembly.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью индукционного нагрева нагревательного элемента. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать индуктор для индукционного нагрева нагревательного элемента. Индуктор может представлять собой индукционную катушку.The aerosol generating device may be configured to inductively heat the heating element. The aerosol generating device may include an inductor for inductively heating the heating element. The inductor may be an induction coil.
Схема управления может содержать микропроцессор. Микропроцессор может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать любое из следующего: датчики, переключатели, отображающие элементы. Питание может подаваться на нагреватель в сборе непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагреватель в сборе в виде импульсов электрического тока, например, посредством широтно-импульсной модуляции (PWM). The control circuit may include a microprocessor. The microprocessor may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application specific integrated circuit (ASIC) or other electronic circuit capable of providing control. The control circuit may contain additional electronic components. For example, in some embodiments, the control circuit may include any of the following: sensors, switches, display elements. Power may be supplied to the heater assembly continuously upon activation of the device, or may be supplied intermittently, such as from puff to puff. Power may be supplied to the heater assembly in the form of pulses of electrical current, such as through pulse width modulation (PWM).
Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металл-гидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может быть перезаряжаемым и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов заряда и разряда. Источник питания может иметь емкость, которая делает возможным накопление достаточного количества энергии для одного или более применений пользователем; например, источник питания может иметь достаточную емкость, чтобы сделать возможным непрерывное генерирование аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание традиционной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.The power source may be a DC power supply. The power source may be a battery. The battery may be a lithium-based battery, such as a lithium cobalt battery, a lithium iron phosphate battery, a lithium titanate battery, or a lithium polymer battery. The battery may be a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. The power source may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power source may be rechargeable and configured to perform multiple charge and discharge cycles. The power source may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses by the user; for example, the power source may have sufficient capacity to allow continuous generation of the aerosol for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time spent smoking a traditional cigarette, or for a period that is a multiple of six minutes. In another example, the power supply may have a capacity sufficient to permit a specified number of puffs or individual activations of the heater assembly.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус. Корпус может быть продолговатым. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал предпочтительно является легким и нехрупким.The aerosol generating device may include a housing. The body may be oblong. The housing may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials include metals, alloys, plastics or composite materials containing one or more of such materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industries, such as polypropylene, polyetheretherketone (PEEK) and polyethylene. The material is preferably light and non-fragile.
Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль, выполненную с возможностью обеспечения осуществления пользователем затяжки из мундштука для втягивания аэрозоля через отверстие на мундштучном конце. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.The aerosol generating system may be a hand held aerosol generating system. The aerosol generating system may be a hand-held aerosol generating system configured to allow a user to draw from a mouthpiece to draw the aerosol through an opening at the mouthpiece end. The aerosol generating system can be of a size comparable to a traditional cigar or cigarette. The aerosol generating system may have an overall length of from about 30 mm to about 150 mm. The aerosol generating system may have an outer diameter of from about 5 mm to about 30 mm.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль. Способ может включать предусмотрение множества первых нитей. Множество первых нитей может быть выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Способ может включать предусмотрение множества вторых нитей. Множество вторых нитей может быть выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.According to one example of the present invention, there is provided a method for manufacturing a heating element for an aerosol generating system. The method may include providing a plurality of first threads. The plurality of first filaments may be configured to heat the liquid substrate to form an aerosol. The method may include providing a plurality of second threads. The plurality of second filaments may be configured to carry a liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of their length to distribute the liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of the heating element.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предусмотрение множества первых нитей, выполненных с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и предусмотрение множества вторых нитей, выполненных с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.According to one example of the present invention, there is provided a method of making a heating element for an aerosol generating system, the method comprising: providing a plurality of first filaments configured to heat a liquid aerosol generating substrate; and providing a plurality of second filaments configured to carry a liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of their length to distribute the liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of the heating element.
В качестве преимущества множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к первым нитям и по ним. Таким образом, вторые нити служат в качестве фитилей, но внутри основной части нагревательного элемента, и помогают смачивать нагревательный элемент жидким субстратом, образующим аэрозоль, за счет увеличения области первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Вторые нити содействуют распределению субстрата, образующего аэрозоль, по нагревательному элементу для достижения лучшего смачивания первых нитей и увеличения области испарения. Нагревательный элемент согласно настоящему изобретению помогает обеспечить постоянную область нагревательного элемента, смачиваемую во время каждого использования системы, генерирующей аэрозоль, и, таким образом, помогает генерировать постоянное количество аэрозоля на протяжении ряда последовательных использований и для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Вторые нити также могут помочь улучшить включение нагревательного элемента в пористый материал или другую форму материала для переноса, используемого для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. В дополнение вторые нити помогают увеличить область контакта между нагревательным элементом и материалом для переноса.As an advantage, the plurality of second threads are configured to carry a liquid aerosol-forming substrate to and through the first threads. Thus, the second filaments serve as wicks, but within the main body of the heating element, and help wet the heating element with the liquid aerosol-forming substrate by increasing the area of the first filaments that is in contact with the liquid aerosol-forming substrate. The second filaments assist in distributing the aerosol-forming substrate over the heating element to achieve better wetting of the first filaments and increase the evaporation area. The heating element of the present invention helps to provide a constant area of the heating element that is wetted during each use of the aerosol generating system, and thus helps to generate a constant amount of aerosol over a number of successive uses and for different aerosol generating systems of the same type. The second threads may also help improve the incorporation of the heating element into a porous material or other form of transfer material used to transfer the aerosol-forming liquid substrate to the heating element. In addition, the second filaments help to increase the contact area between the heating element and the transfer material.
В качестве преимущества, в результате включения множества вторых нитей в нагревательный элемент постоянство доставки аэрозоля может быть улучшено, а разброс между изделиями уменьшен. Нагревательный элемент также может быть изготовлен простым и единообразным образом с использованием технологий массового производства.As an advantage, by including multiple second filaments in the heating element, consistency of aerosol delivery can be improved and inter-item variation reduced. The heating element can also be manufactured in a simple and uniform manner using mass production techniques.
В одном примере нагревательный элемент может содержать сетку. Способ может включать поочередное расположение первой нити и второй нити в первом направлении и расположение первой нити во втором направлении. В качестве альтернативы способ может включать поочередное расположение первой нити и второй нити во втором направлении.In one example, the heating element may comprise a mesh. The method may include alternately arranging a first thread and a second thread in a first direction and arranging the first thread in a second direction. Alternatively, the method may include alternately positioning the first thread and the second thread in a second direction.
В другом примере нагревательный элемент может содержать сетку. Способ может включать расположение множества первых нитей в первом направлении и расположение множества вторых нитей во втором направлении.In another example, the heating element may comprise a mesh. The method may include arranging a plurality of first threads in a first direction and arranging a plurality of second threads in a second direction.
Признаки, описанные в отношении одного из приведенных выше примеров, могут быть в равной степени применены и к другим примерам согласно настоящему изобретению.The features described in relation to one of the above examples can be equally applied to other examples according to the present invention.
Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже представлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанного в данном документе.The present invention is defined by the claims. However, the following is a non-exhaustive list of non-limiting examples. Any one or more features of these examples can be combined with any one or more features of another example, embodiment, or aspect described herein.
Пример Ex1: Нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит: первую нить, выполненную с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и вторую нить, выполненную с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.Example Ex1: Heating element for an aerosol generating system, the heating element comprising: a first filament configured to heat a liquid aerosol-generating substrate; and a second filament configured to carry a liquid aerosol-forming substrate to wet at least a portion of the heating element with the liquid aerosol-forming substrate.
Пример Ex2: Нагревательный элемент согласно примеру Ex1, при этом нагревательный элемент содержит множество первых нитей и множество вторых нитей.Example Ex2: A heating element according to Example Ex1, wherein the heating element includes a plurality of first filaments and a plurality of second filaments.
Пример Ex3: Нагревательный элемент согласно примеру Ex1 или Ex 2, при этом первая нить (первые нити) образована/образованы из электропроводящего материала.Example Ex3: Heating element according to example Ex1 or
Пример Ex4: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex1-Ex 3, при этом первая нить (первые нити) образована/образованы из металлического материала.Example Ex4: Heating element according to any one of Examples Ex1 to Ex 3, wherein the first filament(s) is/are formed of a metallic material.
Пример Ex5: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом вторая нить (вторые нити) является/являются гидрофильной (гидрофильными).Example Ex5: Heating element according to any previous example, wherein the second thread(s) is/are hydrophilic.
Пример Ex6: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом вторая нить (вторые нити) образована/образованы из неметаллического материала.Example Ex6: Heating element according to any previous example, wherein the second filament(s) is/are formed of a non-metallic material.
Пример Ex7: Нагревательный элемент согласно примеру Ex2, при этом множество первых нитей образовано из магнитного металлического материала, и множество вторых нитей образовано из неметаллического гидрофильного материала, и при этом нагревательный элемент дополнительно содержит множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала.Example Ex7: A heating element according to Example Ex2, wherein a plurality of first filaments is formed of a magnetic metal material and a plurality of second filaments is formed of a non-metallic hydrophilic material, and wherein the heating element further comprises a plurality of third filaments which are formed of a non-magnetic metal material.
Пример Ex8: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом множество первых нитей и множество вторых нитей проходят в одном направлении и переплетены.Example Ex8: The heating element according to any one of Examples Ex2 to Ex7, wherein the plurality of first filaments and the plurality of second filaments extend in the same direction and are intertwined.
Пример Ex9: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом множество первых нитей расположено таким образом, что образует сетку, в которой часть множества первых нитей расположена в первом направлении, а другая часть множества первых нитей расположена во втором направлении, поперечном первому направлению, и при этом отдельные нити из множества вторых нитей расположены между по меньшей мере некоторыми из первых нитей в по меньшей мере одном из первого или второго направлений.Example Ex9: A heating element according to any one of Examples Ex2 to Ex7, wherein the plurality of first filaments are arranged to form a mesh in which a portion of the plurality of first filaments is disposed in a first direction and another portion of the plurality of first filaments is disposed in a second direction transverse to the first direction direction, and wherein individual threads of the plurality of second threads are located between at least some of the first threads in at least one of the first or second directions.
Пример Ex10: Нагревательный элемент согласно примеру Ex9, при этом множество вторых нитей может быть расположено как в первом, так и во втором направлениях. Example Ex10: Heating element according to Example Ex9, wherein a plurality of second filaments can be arranged in both the first and second directions.
Пример Ex11: Нагревательный элемент согласно примеру Ex9 или Ex10, при этом множество вторых нитей может быть расположено между множеством первых нитей так, что каждый промежуток между соседними нитями из множества первых нитей содержит вторую нить.Example Ex11: A heating element according to Example Ex9 or Ex10, wherein a plurality of second filaments may be disposed between a plurality of first filaments such that each space between adjacent filaments of the plurality of first filaments contains a second filament.
Пример Ex12: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом нагревательный элемент расположен таким образом, что образует сетку, при этом множество первых нитей расположено в первом направлении, а множество вторых нитей расположено во втором направлении, при этом второе направление поперечно первому направлению.Example Ex12: A heating element according to any one of Examples Ex2 to Ex7, wherein the heating element is arranged to form a grid, the plurality of first filaments being disposed in a first direction, and the plurality of second filaments being disposed in a second direction, the second direction being transverse to the first direction direction.
Пример Ex13: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex9-Ex12, при этом нагревательный элемент содержит переплетающуюся сетку.Example Ex13: A heating element according to any one of Examples Ex9 to Ex12, wherein the heating element comprises an interlocking mesh.
Пример Ex14: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом каждая из первых нитей имеет средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно приблизительно 25 микрон.Example Ex14: A heating element according to any previous example, wherein each of the first filaments has an average diameter of 10 to 80 microns, preferably 10 to 50 microns, and more preferably approximately 25 microns.
Пример Ex15: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом каждая из вторых нитей имеет средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно приблизительно 25 микрон.Example Ex15: Heating element according to any previous example, wherein each of the second filaments has an average diameter of 10 to 80 microns, preferably 10 to 50 microns, and more preferably approximately 25 microns.
Пример Ex16: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом нагревательный элемент является по существу плоским. Example Ex16: Heating element according to any previous example, wherein the heating element is substantially flat.
Пример Ex17: Нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит нагревательный элемент согласно любому из предыдущих примеров и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.Example Ex17: A heater assembly for an aerosol generating system, the heater assembly comprising a heating element according to any of the previous examples and a transfer material for transferring a liquid aerosol-generating substrate to the heating element.
Пример Ex18: Нагреватель в сборе согласно примеру Ex17, при этом части некоторых из множества вторых нитей включены в материал для переноса.Example Ex18: The heater assembly according to Example Ex17, with portions of some of the plurality of second filaments included in the transfer material.
Пример Ex19: Нагреватель в сборе согласно примеру Ex17 или Ex18, причем он дополнительно содержит по меньшей мере два электрических контакта для подачи электропитания на нагревательный элемент, при этом каждый из электрических контактов соединен по меньшей мере с одной из множества первых нитей.Example Ex19: A heater assembly according to Example Ex17 or Ex18, further comprising at least two electrical contacts for supplying electrical power to the heating element, each of the electrical contacts being connected to at least one of the plurality of first filaments.
Пример Ex20: Картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе согласно любому из примеров Ex17-Ex19 и часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.Example Ex20: A cartridge for an aerosol generating system, the cartridge comprising a heater assembly according to any one of Examples Ex17 to Ex19 and a liquid storage portion for holding a liquid aerosol generating substrate.
Пример Ex21: Система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно примеру Ex20; и устройство, генерирующее аэрозоль, при этом картридж выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.Example Ex21: An aerosol generating system comprising: a cartridge according to Example Ex20; and an aerosol generating device, wherein the cartridge is releasably coupled to the aerosol generating device, the aerosol generating device including a power source for supplying electrical power to the heating element.
Пример Ex22: Способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предусмотрение множества первых нитей, выполненных с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и предусмотрение множества вторых нитей, выполненных с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.Example Ex22: A method of making a heating element for an aerosol generating system, the method comprising: providing a plurality of first filaments configured to heat a liquid aerosol generating substrate; and providing a plurality of second filaments configured to carry a liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of their length to distribute the liquid aerosol-forming substrate along at least a portion of the heating element.
Пример Ex23: Способ согласно примеру Ex22, при этом нагревательный элемент содержит сетку, а способ дополнительно включает поочередное расположение первой нити и второй нити в первом направлении и расположение первой нити во втором направлении. Example Ex23: The method according to Example Ex22, wherein the heating element comprises a mesh, and the method further includes alternately arranging the first filament and the second filament in a first direction and arranging the first filament in a second direction.
Пример Ex24: Способ согласно примеру Ex22 или Ex23, при этом способ дополнительно включает поочередное расположение первой нити и второй нити во втором направлении.Example Ex24: A method according to Example Ex22 or Ex23, wherein the method further includes alternately arranging the first thread and the second thread in the second direction.
Пример Ex25: Способ согласно примеру Ex22, при этом нагревательный элемент содержит сетку, а способ включает расположение множества первых нитей в первом направлении и расположение множества вторых нитей во втором направлении.Example Ex25: The method according to Example Ex22, wherein the heating element comprises a mesh and the method includes arranging a plurality of first filaments in a first direction and arranging a plurality of second filaments in a second direction.
Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры, на которых:In the following, examples will be further described with reference to the figures, in which:
на фиг. 1 представлен схематический вид сверху нагревательного элемента согласно одному примеру настоящего изобретения.in fig. 1 is a schematic top view of a heating element according to one example of the present invention.
На фиг. 2 представлен схематический вид сверху нагревательного элемента согласно другому примеру настоящего изобретения.In fig. 2 is a schematic top view of a heating element according to another example of the present invention.
На фиг. 3A представлено схематическое изображение одного расположения нитей нагревательного элемента по фиг. 2.In fig. 3A is a schematic representation of one filament arrangement of the heating element of FIG. 2.
На фиг. 3B представлено схематическое изображение другого расположения нитей нагревательного элемента по фиг. 2.In fig. 3B is a schematic representation of another filament arrangement of the heating element of FIG. 2.
На фиг. 4 представлен вид в перспективе нагревателя в сборе согласно одному примеру настоящего изобретения.In fig. 4 is a perspective view of a heater assembly according to one example of the present invention.
На фиг. 5 представлен вид сверху нагревателя в сборе согласно другому примеру настоящего изобретения.In fig. 5 is a top view of a heater assembly according to another example of the present invention.
На фиг. 6A представлен увеличенный вид в поперечном сечении через часть нагревателя в сборе согласно одному примеру настоящего изобретения.In fig. 6A is an enlarged cross-sectional view through a portion of a heater assembly in accordance with one example of the present invention.
На фиг. 6B представлен увеличенный вид в поперечном сечении через часть нагревателя в сборе согласно другому примеру настоящего изобретения.In fig. 6B is an enlarged cross-sectional view through a portion of a heater assembly according to another example of the present invention.
На фиг. 7 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж и устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному примеру настоящего изобретения.In fig. 7 is a schematic diagram of an example of an aerosol generating system comprising a cartridge and an aerosol generating device according to one example of the present invention.
На фиг. 8A представлено схематическое изображение аппарата, используемого для измерения капиллярных свойств нагревательного элемента.In fig. 8A is a schematic illustration of an apparatus used to measure the capillary properties of a heating element.
На фиг. 8B представлен график, отображающий поглощение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в зависимости от времени для трех разных образцов нагревательного элемента.In fig. 8B is a graph depicting the absorption of aerosol-forming liquid substrate as a function of time for three different heating element samples.
Со ссылкой на фиг. 1 показан схематический вид сверху нагревательного элемента 1. Нагревательный элемент 1 представляет собой гибридный нагревательный элемент, содержащий множество первых нитей 2, которые выполнены с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, (не показан) и множество вторых нитей 4, которые выполнены с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента 1 жидким субстратом, образующим аэрозоль. Множество первых нитей 2 и множество вторых нитей 4 проходят в одном направлении и переплетены. Другими словами, каждая из вторых нитей 4 расположена между соседними нитями из множества первых нитей 2. Множество первых нитей 2 и множество вторых нитей 4 удерживаются на месте посредством прикрепления их к нижележащему субстрату или материалу для переноса (не показаны).With reference to FIG. 1 is a schematic top view of a
Множество первых нитей 2 является электропроводящим и изготовлено из проволоки из нержавеющей стали. Множество вторых нитей 4 изготовлено из ниток из стекловолокна, которые являются гидрофильными. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, переносится или протягивается по длине множества вторых нитей 4 за счет капиллярного эффекта между волокнами ниток из стекловолокна. Это, в свою очередь, помогает протягивать или переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по множеству первых нитей 2. В дополнение промежутки 6 между первыми 2 и вторыми 4 нитями служат в качестве капиллярных каналов, которые помогают переносить и протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по множеству первых нитей 2. Таким образом, множество вторых нитей 4 помогает постоянно смачивать нагревательный элемент 1 посредством распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри нагревательного элемента 1 или по нему.The plurality of
При использовании множество первых нитей 2 нагревательного элемента 1 может быть индукционно или резистивно нагрето. Тепло, генерируемое множеством первых нитей 2, испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который высвобождается из нагревательного элемента 1 в промежутках 6 между первыми 2 и вторыми 4 нитями. Нитки из стекловолокна множества вторых нитей 4 способны выдерживать температуры множества первых нитей 2 во время нагревания.In use, the plurality of
На фиг. 2 показан схематический вид сверху другого примера нагревательного элемента 10. Нагревательный элемент 10 содержит переплетающуюся сетку 12, содержащую множество первых нитей и множество вторых нитей, имеющую поры или ячейки 14. На фиг. 3A и 3B показаны разные расположения множеств первых и вторых нитей нагревательного элемента 10. На каждой из фиг. 3A и 3B показана только часть нагревательного элемента 10, которая была увеличена для наглядности. Аналогично нагревательному элементу 1 по фиг. 1 множество первых нитей изготовлено из электропроводящей проволоки из нержавеющей стали и выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль (не показан). Множество вторых нитей 14b изготовлено из гидрофильных ниток из стекловолокна и выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента 1 жидким субстратом, образующим аэрозоль. In fig. 2 is a schematic top view of another example of a
При расположении по фиг. 3A множество первых нитей 16a, 16b, т. е. нагревательных нитей, расположено в сетчатой конфигурации. Половина множества первых нитей 16a расположена в первом направлении переплетающейся сетки, а другая половина множества первых нитей 16b расположена во втором направлении переплетающейся сетки, которое по существу перпендикулярно первому направлению. Ячейки 14 расположены между множеством первых нитей 16a, 16b и ограничены ими.When arranged as in FIG. 3A, a plurality of
При расположении по фиг. 3A множество вторых нитей 18a, 18b, т. е. капиллярных нитей, расположено между множеством первых нитей 16a, 16b как в первом, так и во втором направлениях, так что каждый промежуток между соседними нитями множества первых нитей 16a, 16b содержит вторую нить 18a, 18b. Другими словами, переплетающийся сетчатый нагревательный элемент по фиг. 3A содержит чередующиеся первые 16a и вторые 18a нити в первом направлении и чередующиеся первые 16b и вторые 18b нити во втором направлении. Первое и второе направления по существу перпендикулярны друг к другу. Множество вторых нитей 18a, 18b пересекается в ячейках 14 между множеством первых нитей 16a, 16b и занимает по меньшей мере часть области каждой из ячеек 14. При таком расположении множество вторых нитей 18a, 18b помогает переносить или протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в поры или ячейки 14 между множеством первых нитей 16a, 16b и по множеству первых нитей 16a, 16b, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент 10.When arranged as shown in FIG. 3A, a plurality of
При расположении по фиг. 3B нагревательный элемент 10 выполнен в сетчатой конфигурации. Множество первых нитей 16, т. е. нагревательных нитей, расположено в первом направлении, а множество вторых нитей 18, т. е. капиллярных нитей, расположено во втором направлении. Второе направление по существу перпендикулярно первому направлению. При таком расположении множество вторых нитей 18 помогает переносить или протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки 14 между множеством первых нитей 16, что помогает смачивать нагревательный элемент 10.When arranged as shown in FIG. 3B, the
Следует отметить, что фиг. 1, 2, 3A и 3B являются схематическими и представлены без соблюдения масштаба. Для наглядности фигуры были упрощены, а размер их элементов изменен. Например, нити были увеличены, а их соотношение сторон изменено. В дополнение показано меньше нитей, чем присутствовало бы в реальном нагревательном элементе.It should be noted that FIG. 1, 2, 3A and 3B are schematic and not to scale. For clarity, the figures have been simplified and the size of their elements has been changed. For example, the threads have been enlarged and their aspect ratio changed. In addition, fewer filaments are shown than would be present in an actual heating element.
На фиг. 4 представлен вид в перспективе нагревателя в сборе 100, содержащего сетчатый нагревательный элемент 10 по фиг. 2 и материал 102 для переноса. Сетчатый нагревательный элемент 10 может иметь расположение нитей или по фиг. 3A, или по фиг. 3B, как описано выше. Материал для переноса изготовлен из пористой керамики. Для материала для переноса может быть использована любая подходящая керамика. Нагревательный элемент 10 неподвижно прикреплен к верхней поверхности материала 102 для переноса. Для прикрепления нагревательного элемента 10 к материалу для переноса может быть использован любой подходящий способ фиксации.In fig. 4 is a perspective view of the
Материал 102 для переноса выполнен с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, (не показан) к сетчатому нагревательному элементу 10. Как описано выше в отношении фиг. 2, множество пор или ячеек определяется между нитями сетчатого нагревательного элемента 10. Во время нагрева испаряемый субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться из нагревателя в сборе 100 через ячейки для генерирования аэрозоля. The
Нагреватель в сборе 100 дополнительно содержит пару электрических контактов 104 для подачи электропитания на сетчатый нагревательный элемент 10. Электрические контакты 104 содержат пару оловянных площадок, которые присоединены непосредственно к сетчатому нагревательному элементу 10 и расположены на противоположных сторонах сетки. Хотя электрические контакты покрывают часть сетчатого нагревательного элемента 10, достаточная часть сетчатого нагревательного элемента 10 остается открытой, что не оказывает влияния на генерирование аэрозоля.The
На фиг. 5 представлен вид сверху другого примера нагревателя в сборе 200, содержащего крепление 202 нагревателя и переплетающийся сетчатый нагревательный элемент 204. Прямоугольное отверстие 206 образовано в верхнем конце 202a крепления 202 нагревателя и проходит через верхний конец 202a крепления 202 нагревателя во внутреннее отделение (не показано), которое содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль (не показан). Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может проходить через прямоугольное отверстие 206 к сетчатому нагревательному элементу 204. Материал для переноса (не показан) может быть расположен в прямоугольном отверстии 206 в контакте с сетчатым нагревательным элементом 204 для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к сетчатому нагревательному элементу 204. Сетчатый нагревательный элемент 204 проходит через прямоугольное отверстие 206 и неподвижно прикрепляется к верхней поверхности 202a крепления 202 нагревателя на противоположных сторонах крепления 202 нагревателя. Для прикрепления нагревательного элемента 204 к креплению 202 нагревателя может быть использован любой подходящий способ фиксации. Крепление 202 нагревателя изготовлено из PEEK.In fig. 5 is a top view of another example of a
Крепление 202 нагревателя выполнено с возможностью вмещения индукционной катушкой (не показана) устройства, генерирующего аэрозоль, (не показано) так что сетчатый нагревательный элемент 204 может быть индукционно нагрет. Сетчатый нагревательный элемент 204 содержит множество первых нитей 204a, которые изготовлены из проволоки из магнитной нержавеющей стали, такой как AISI 430. Множество первых нитей 204a выполнено с возможностью их индукционного нагрева для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Множество первых нитей 204a расположено в первом направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204, первое направление которого выровнено с направлением применяемого переменного магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой. Сетчатый нагревательный элемент 204 также содержит множество вторых нитей 204b, которые изготовлены из ниток из стекловолокна. Множество вторых нитей 204b выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части сетчатого нагревательного элемента 204 жидким субстратом, образующим аэрозоль. Множество вторых нитей 204b расположено во втором направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204. Второе направление по существу перпендикулярно первому направлению. Сетчатый нагревательный элемент 204 дополнительно содержит два множества третьих нитей 204c, которые изготовлены из проволоки из немагнитной нержавеющей стали, такой как AISI 304. Множества третьих нитей 204c выполнены так, чтобы не подвергаться индукционному нагреву. Множества третьих нитей 204c также расположены в первом направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204 и размещены с обеих сторон участка сетчатого нагревательного элемента 204, образованного множеством первых нитей 204a.The
Сетчатый нагревательный элемент 204 неподвижно прикреплен к креплению нагревателя в участках сетчатого нагревательного элемента 204, образованных множествами третьих нитей 204c. Множества третьих нитей 204c, изготовленных из проволоки из немагнитной нержавеющей стали, не нагреваются индукционной катушкой устройства, генерирующего аэрозоль, и, таким образом, предотвращается значительный нагрев участков сетчатого нагревательного элемента 204, образованных множествами третьих нитей 204c. Это помогает уменьшить нагрев и температурное напряжение в областях, где сетчатый нагревательный элемент 204 неподвижно прикреплен к креплению 202 нагревателя, что, в свою очередь, помогает уменьшить повреждение крепления 202 нагревателя, вызываемое нагревом сетчатого нагревательного элемента 204.The
На фиг. 6A показан увеличенный вид в поперечном сечении через часть примера нагревателя в сборе 300a, содержащего сетчатый нагревательный элемент 10 по фиг. 2 и материал 302 для переноса. Сетчатый нагревательный элемент 10 имеет расположение нитей по фиг. 3B, как описано выше. Другими словами, сетчатый нагревательный элемент 10 содержит множество первых, или нагревательных, нитей 16, расположенных в первом (долевом) направлении и множество вторых, или капиллярных, нитей 18, расположенных во втором (поперечном) направлении, которое по существу перпендикулярно первому направлению. Тем не менее, может быть использовано расположение нитей по фиг. 3B или любое другое подходящее расположение нитей. Материал для переноса изготовлен из пористой керамики. Для материала для переноса может быть использована любая подходящая керамика. Нагревательный элемент 10 неподвижно прикреплен к верхней поверхности 302a материала 302 для переноса. Для прикрепления нагревательного элемента 10 к материалу 302 для переноса может быть использован любой подходящий способ фиксации. In fig. 6A is an enlarged cross-sectional view through a portion of an
Множество вторых нитей 18 переносит или капиллярно передает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из материала 302 для переноса в промежутки 14 между множеством первых нитей 16 сетчатого нагревательного элемента 10, как обозначено стрелками A на фиг. 6A. Это способствует смачиванию сетчатого нагревательного элемента 10 и улучшает контакт между множеством первых нитей 16 и материалом 302 для переноса, что улучшает перенос жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из материала 302 для переноса к множеству первых нитей 16. Множество первых нитей 16 нагревает и испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и испаряемый субстрат, образующий аэрозоль, выходит из нагревателя в сборе 300a через промежутки 14 в сетчатом нагревательном элементе 10. Сетчатый нагревательный элемент 10 постоянно смачивается между применениями, что способствует производству улучшенного и более постоянного аэрозоля.A plurality of
На фиг. 6B показан увеличенный вид в поперечном сечении через часть другого примера нагревателя в сборе 300b. Расположение по фиг. 6B аналогично расположению по фиг. 6A с тем исключением, что сетчатый нагревательный элемент 10 включен или встроен в керамический материал 302 для переноса, так что верхняя поверхность 302a материала 302 для переноса теперь контактирует с множеством первых нитей 16, т. е. нагревательных нитей. Части множества вторых нитей 18, т. е. капиллярных нитей, которые находятся ниже множества первых нитей 16, встроены внутрь керамики. Волнообразная форма множества вторых нитей 18 помогает осуществить включение сетчатого нагревательного элемента 10 в материал для переноса, поскольку она предусматривает части, которые могут быть встроены в керамику. Части множества вторых нитей 18 ниже множества первых нитей 16 могут быть встроены в поры пористого керамического материала для переноса, или материал для переноса может быть выполнен с выемками или углублениями для вмещения частей множества вторых нитей 16. В качестве альтернативы материал для переноса может быть нанесен непосредственно на нижнюю сторону сетчатого нагревательного элемента 10 в ходе некоторого вида процесса физического осаждения, парофазного осаждения или электроосаждения.In fig. 6B is an enlarged cross-sectional view through a portion of another example of
На фиг. 7 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит два основных компонента, картридж 400 и основную часть или устройство 500, генерирующее аэрозоль. Соединительный конец 415 картриджа 400 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 505 устройства 500, генерирующего аэрозоль. Как соединительный конец 415 картриджа 400, так и соединительный конец 505 устройства 500, генерирующего аэрозоль, имеют электрические контакты или соединения (не показаны), которые выполнены с возможностью взаимодействия для обеспечения электрического соединения между картриджем 400 и устройством 500, генерирующим аэрозоль. Устройство 500, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания в виде батареи 510, которая в данном примере представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею, и схему 520 управления. Система, генерирующая аэрозоль, является портативной и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Мундштук 425 расположен на конце картриджа 400, противоположном соединительному концу 415.In fig. 7 is a schematic representation of an example of an aerosol generating system. The aerosol generating system includes two main components, a
Картридж 400 содержит корпус 405, содержащий нагреватель в сборе 100 по фиг. 4 и отделение или часть для хранения жидкости, имеющее первую часть 430 для хранения и вторую часть 435 для хранения. В отделении для хранения жидкости удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Хотя на фиг. 7 это не показано, первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости соединена со второй частью 435 для хранения отделения для хранения жидкости, так что обеспечена возможность прохождения жидкости, находящейся в первой части 430 для хранения, во вторую часть 435 для хранения. Нагреватель в сборе 100 вмещает жидкость из второй части 435 для хранения отделения для хранения жидкости. По меньшей мере часть керамического материала для переноса нагревателя в сборе 100 проходит во вторую часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости для контакта с жидким субстратом, образующим аэрозоль, находящимся в нем.The
Проход 440, 445 для потока воздуха проходит через картридж 400 от впускного отверстия 450 для воздуха, образованного на боковой стороне корпуса 405, мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 100 и от нагревателя в сборе 100 до мундштучного отверстия 410, образованного в корпусе 405 на конце картриджа 400, противоположном соединительному концу 415.An
Компоненты картриджа 400 расположены таким образом, что первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости находится между нагревателем в сборе 100 и мундштучным отверстием 410, а вторая часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости находится с противоположной стороны нагревателя в сборе 100 относительно мундштучного отверстия 410. Другими словами, нагреватель в сборе 100 лежит между двумя частями 430, 435 отделения для хранения жидкости и вмещает жидкость из второй части 435 для хранения. Первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости находится ближе к мундштучному отверстию 410, чем вторая часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости. Проход 440, 445 для потока воздуха проходит мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 100 и между первой 430 и второй 435 частями отделения для хранения жидкости.The components of the
Система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или втягивания через мундштук 425 картриджа для втягивания аэрозоля в свой рот через мундштучное отверстие 410. При эксплуатации, когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 425, воздух втягивается через проход 440, 445 для потока воздуха из впускного отверстия 450 для воздуха мимо нагревателя в сборе 100 к мундштучному отверстию 410. Схема 520 управления управляет подачей электропитания от батареи 510 на картридж 400 при активации системы. Это, в свою очередь, регулирует количество и свойства пара, производимого нагревателем в сборе 100. Схема 520 управления может содержать датчик потока воздуха (не показан), и эта схема 520 управления может подавать электропитание на нагреватель в сборе 100, когда датчик потока воздуха обнаруживает затяжки, осуществляемые пользователем. Данный тип расположения элементов управления является традиционным в системах, генерирующих аэрозоль, таких как ингаляторы и электронные сигареты. При осуществлении пользователем затяжки через мундштучное отверстие 410 картриджа 400 происходит активация нагревателя в сборе 100, и он генерирует пар, захватываемый потоком воздуха, проходящим через проход 440 для потока воздуха. Пар охлаждается в потоке воздуха в проходе 445 с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через мундштучное отверстие 410.The aerosol generating system is configured such that the user is able to puff or draw through the
При эксплуатации мундштучное отверстие 410 обычно является самой высокой точкой системы. Конструкция картриджа 400, и, в частности, расположение нагревателя в сборе 100 между первой и второй частями 430, 435 для хранения отделения для хранения жидкости, обеспечивает преимущество, поскольку используется сила тяжести для обеспечения доставки жидкого субстрата в нагреватель в сборе 100 даже тогда, когда отделение для хранения жидкости опустошается, но при этом предотвращается избыточная подача жидкости в нагреватель в сборе 100, что могло бы привести к утечке жидкости внутрь прохода 440 для потока воздуха.In operation, the
На фиг. 8A показано схематическое изображение аппарата 600, используемого для измерения капиллярных свойств сетчатого нагревательного элемента 602. Подготовлен прямоугольный образец сетчатого нагревательного элемента 602 размером 10 мм на 5 мм. Образец сетчатого нагревательного элемента 602 вертикально подвешивается за один из его узких краев к весам 604, которые способны точно измерить вес объектов, весящих до 0,0001 грамма. Весы могут быть подключены к компьютеру (не показан), который в течение некоторого времени записывает результаты измерения веса. Контейнер 606, содержащий некоторое количество жидкого субстрата 608, образующего аэрозоль, находится под образцом сетчатого нагревательного элемента 602. Сетчатый нагревательный элемент 602 опускают до тех пор, пока нижний горизонтальный узкий край 602a образца сетчатого нагревательного элемента 602 не войдет в контакт с жидким субстратом 608, образующим аэрозоль, в контейнере 606. Затем записывают количество жидкости, поглощенной сетчатым нагревательным элементом 602, в зависимости от времени, прошедшего с момента начала переноса капиллярным путем, т. е. с момента, когда образец сетчатого нагревательного элемента 602 входит в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Поглощение жидкости образцом сетчатого нагревательного элемента 602 происходит за счет вертикального смачивания нагревательного элемента 602 жидким субстратом, образующим аэрозоль.In fig. 8A shows a schematic representation of an
На фиг. 8B показан график зависимости поглощения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в граммах от прошедшего времени в миллисекундах для трех разных образцов сетчатого нагревательного элемента. Образцы имеют материалы и размеры, представленные в таблице 1 ниже.In fig. 8B shows a graph of aerosol-forming liquid substrate absorption in grams versus elapsed time in milliseconds for three different mesh heating element samples. The samples have the materials and dimensions shown in Table 1 below.
Таблица 1Table 1
Как видно из таблицы 1, образцы 1 и 2 изготовлены из одного материала. Вместе с тем, образец 3 представляет собой гибридную сетку и содержит как проволоку из нержавеющей стали в качестве первых нитей, так и нитки из стекловолокна в качестве вторых нитей. As can be seen from Table 1,
График на фиг. 8B показывает относительную эффективность образцов 1-3. Как видно из графика, гибридная сетка согласно образцу 3 показывает значительно более высокую эффективность по сравнению с образцами 1 и 2 с точки зрения скорости поглощения жидкости и количества поглощенной жидкости. Образец 3 имеет более высокую скорость поглощения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с образцами 1 и 2. Это означает, что сетчатый нагревательный элемент образца 3 будет производить повторное смачивание после предыдущей затяжки быстрее, чем два других образца. В дополнение через 500 миллисекунд количество жидкости, поглощенной гибридной сеткой согласно образцу 3, приблизительно в два раза больше, чем у образца 2, ближайшего конкурента, что свидетельствует о том, что свойства капиллярности и смачивания в образце 3 лучше и что достигнуты быстрый капиллярный перенос и смачивание. Таким образом, из фиг. 8B можно заключить, что предусмотрение гибридной сетки улучшает свойства капиллярности и смачивания. Это помогает достичь генерирования более постоянного аэрозоля между последовательными затяжками и между устройствами, генерирующими аэрозоль, одного типа.The graph in Fig. 8B shows the relative efficiency of samples 1-3. As can be seen from the graph, the hybrid mesh according to sample 3 shows significantly higher efficiency compared to
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20154181.0 | 2020-01-28 | ||
EP20197829.3 | 2020-09-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2822507C1 true RU2822507C1 (en) | 2024-07-08 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170340012A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | Oleg Mironov | Fluid permeable heater assembly for aerosol-generating systems and flat electrically conductive filament arrangement for fluid permeable heater assemblies |
US20180000164A1 (en) * | 2013-01-30 | 2018-01-04 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Wick suitable for use in an electronic smoking article |
US20180140014A1 (en) * | 2015-05-04 | 2018-05-24 | Fontem Holdings 1 B.V. | Liquid guiding structure, coil-less heating element and power management unit for electronic cigarettes |
US20190313701A1 (en) * | 2014-02-28 | 2019-10-17 | Altria Client Services Llc | Electronic vaping device and components thereof |
RU2704941C2 (en) * | 2015-04-07 | 2019-10-31 | Филип Моррис Продактс С.А. | Sachet with aerosol-forming substrate, sachet manufacturing method and aerosol-forming device for use with sachet |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180000164A1 (en) * | 2013-01-30 | 2018-01-04 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Wick suitable for use in an electronic smoking article |
US20190313701A1 (en) * | 2014-02-28 | 2019-10-17 | Altria Client Services Llc | Electronic vaping device and components thereof |
RU2704941C2 (en) * | 2015-04-07 | 2019-10-31 | Филип Моррис Продактс С.А. | Sachet with aerosol-forming substrate, sachet manufacturing method and aerosol-forming device for use with sachet |
US20180140014A1 (en) * | 2015-05-04 | 2018-05-24 | Fontem Holdings 1 B.V. | Liquid guiding structure, coil-less heating element and power management unit for electronic cigarettes |
US20170340012A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | Oleg Mironov | Fluid permeable heater assembly for aerosol-generating systems and flat electrically conductive filament arrangement for fluid permeable heater assemblies |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230082650A1 (en) | Heating element having heat conductive and wicking filaments | |
EP3784073B1 (en) | Heater assembly having heater element isolated from liquid supply | |
US20230354902A1 (en) | Stacked susceptor structure | |
JP7354155B2 (en) | molded cartridge assembly | |
CA3193472A1 (en) | An inductively heated aerosol-generating system providing efficient and consistent heating of a planar susceptor element | |
US20230354901A1 (en) | Aerosol-generating system with hybrid susceptor | |
JP2023530247A (en) | Heater assembly having fluid permeable heater with directly deposited transport material | |
US20230354895A1 (en) | Aerosol-generating system with shaped susceptor | |
RU2822507C1 (en) | Heating element having heat-conducting and capillary threads | |
CN115279215A (en) | Aerosol-generating system with resonant circuit for cartridge identification | |
RU2783933C2 (en) | Heater assembly with heating element isolated from liquid reserve | |
RU2791040C1 (en) | Aerosol generating system with leakage prevention | |
RU2777387C2 (en) | Molded cartridge assembly | |
RU2826256C1 (en) | Aerosol generating system with resonant circuit for cartridge recognition | |
RU2800810C1 (en) | Aerosol generating device and a system containing such a device | |
RU2772444C2 (en) | Heater for aerosol generating device with connectors | |
WO2024175504A1 (en) | Susceptor assembly for an aerosol-generating system and method of manufacture thereof | |
WO2024033474A1 (en) | Susceptor assembly |