RU2780513C2

RU2780513C2 - Heating unit with set of recesses

Info

Publication number: RU2780513C2
Application number: RU2020136435A
Authority: RU
Inventors: Штефан ЛАУЕНШТАЙН
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2022-09-26

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: heating unit for use in aerosol generating system (10) has part (24) for liquid storage, intended for retention of liquid aerosol forming substrate (26), wherein the heating unit contains electric heater (30) for heating liquid aerosol forming substrate to form aerosol and capillary body (27) for transfer of liquid aerosol forming substrate from the part for liquid storage of the aerosol generating system to the electric heater. Electric heater (30) is located on the outer surface of the capillary body, and it contains a heating layer containing porous sheet (33) of electroconductive material. Porous sheet (33) is profiled to form a set of recesses (34) on its lower surface (35) to retain liquid aerosol forming substrate due to capillary effect, wherein at least section of each of the set of recesses (34) is located at a distance from outer surface (27a) of the capillary body in a perpendicular direction.

EFFECT: obtaining a heating unit for an aerosol generating system.

15 cl

Description

Настоящее изобретение относится к нагревательным узлам для генерирующих аэрозоль систем, содержащим электрический нагреватель, который пригоден для испарения образующего аэрозоль субстрата. В частности, настоящее изобретение относится к удерживаемым рукой генерирующим аэрозоль системам, таким как электрические курительные системы. Аспекты настоящего изобретения относятся к нагревательным узлам для генерирующей аэрозоль системы, картриджам для генерирующей аэрозоль системы и к генерирующим аэрозоль системам, содержащим такие нагревательные узлы.The present invention relates to heating assemblies for aerosol generating systems comprising an electrical heater that is suitable for vaporizing an aerosol generating substrate. In particular, the present invention relates to hand held aerosol generating systems such as electric smoking systems. Aspects of the present invention relate to heating assemblies for an aerosol generating system, cartridges for an aerosol generating system, and aerosol generating systems comprising such heating assemblies.

Один тип генерирующей аэрозоль системы представляет собой электрическую курительную систему. Известны удерживаемые рукой электрические курительные системы, состоящие из части в виде устройства, содержащей батарею и управляющую электронику, и части в виде картриджа, содержащей запас образующего аэрозоль субстрата и электрический испаритель. Картридж, содержащий как запас образующего аэрозоль субстрата, так и испаритель, иногда называют «картомайзером». Испаритель обычно представляет собой нагревательный узел. В некоторых известных примерах образующий аэрозоль субстрат представляет собой жидкий образующий аэрозоль субстрат, а испаритель содержит катушку из нагревательной проволоки, намотанной вокруг удлиненного фитиля, пропитанного жидким образующим аэрозоль субстратом. Часть в виде картриджа обычно содержит не только запас образующего аэрозоль субстрата и электрический нагревательный узел, но также и мундштук, на котором при использовании пользователь осуществляет всасывание для втягивания аэрозоля в свой рот. Таким образом, электрические курительные системы, которые испаряют образующую аэрозоль жидкость путем нагрева с образованием аэрозоля, обычно содержат катушку из проволоки, намотанную вокруг капиллярного материала, который удерживает указанную жидкость. Электрический ток, пропускаемый через проволоку, вызывает резистивный нагрев проволоки, в результате чего происходит испарение жидкости в капиллярном материале. Капиллярный материал обычно удерживается внутри канала для потока воздуха, так что воздух втягивается по фитилю и вовлекает в себя пар. Пар впоследствии охлаждается с образованием аэрозоля.One type of aerosol generating system is an electric smoking system. Hand held electric smoking systems are known, consisting of a device part containing a battery and control electronics, and a cartridge part containing a supply of aerosol-forming substrate and an electric evaporator. A cartridge containing both a supply of aerosol-forming substrate and an evaporator is sometimes referred to as a "cartomizer". The evaporator is usually a heating unit. In some known examples, the aerosol-forming substrate is a liquid aerosol-forming substrate and the evaporator comprises a coil of heating wire wound around an elongated wick impregnated with the liquid aerosol-forming substrate. The cartridge portion typically contains not only a supply of the aerosol-forming substrate and an electrical heating assembly, but also a mouthpiece on which, in use, the user draws the aerosol into their mouth. Thus, electric smoking systems that vaporize an aerosol-forming liquid by heating to form an aerosol typically comprise a coil of wire wound around a capillary material that retains said liquid. An electric current passed through the wire causes resistive heating of the wire, causing the liquid in the capillary material to evaporate. The capillary material is typically held within the airflow passage so that air is drawn through the wick and entrains the vapor. The vapor is subsequently cooled to form an aerosol.

Система этого типа может быть эффективной для образования аэрозоля, но при этом она также может создавать проблемы при изготовлении с точки зрения дешевизны и воспроизводимости. Кроме того, фитиль и катушка в сборе, вместе с соответствующими электрическими соединениями, могут быть хрупкими и сложными в обращении.This type of system can be effective in generating an aerosol, but it can also present manufacturing problems in terms of cost and reproducibility. In addition, the wick and coil assembly, together with the associated electrical connections, can be fragile and difficult to handle.

Другие известные системы содержат сетчатый нагреватель, расположенный на капиллярном материале или вблизи него и выполненный с возможностью переноса образующей аэрозоль жидкости из части для хранения жидкости к сетчатому нагревателю. При использовании электрический ток, пропускаемый через сетку, вызывает ее резистивный нагрев, под действием которого происходит испарение жидкости в капиллярном материале. Однако при использовании таких систем тепло от сетки также может передаваться на образующую аэрозоль жидкость, удерживаемую в части для хранения жидкости. Это может приводить к потерям энергии, что уменьшает эффективность генерирующей аэрозоль системы. Это может также негативно влиять на свойства образующей аэрозоль жидкости, удерживаемой в части для хранения жидкости.Other known systems include a mesh heater located on or near the capillary material and configured to transfer the aerosol-forming liquid from the liquid storage portion to the mesh heater. In use, an electric current passed through the grid causes its resistive heating, under the action of which the liquid in the capillary material evaporates. However, with such systems, heat from the mesh can also be transferred to the aerosol-forming liquid held in the liquid storage portion. This can lead to energy losses that reduce the efficiency of the aerosol generating system. It may also adversely affect the properties of the aerosol-forming liquid held in the liquid storage portion.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен нагревательный узел для использования в генерирующих аэрозоль системах, имеющих часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата, причем указанный нагревательный узел содержит: электрический нагреватель для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата с образованием аэрозоля; и капиллярное тело для переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости генерирующей аэрозоль системы к электрическому нагревателю, расположенному на внешней поверхности капиллярного тела и содержащему нагревательный слой, содержащий пористый лист из электропроводящего материала, профилированный с образованием множества углублений на его нижней поверхности для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия, причем по меньшей мере участок каждого из указанного множества углублений расположен на расстоянии от внешней поверхности капиллярного тела в перпендикулярном направлении.According to a first aspect of the present invention, a heating unit is provided for use in aerosol generating systems having a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-forming substrate, said heating unit comprising: an electrical heater for heating a liquid aerosol-forming substrate to form an aerosol; and a capillary body for transferring the liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage part of the aerosol-generating system to an electric heater located on the outer surface of the capillary body and containing a heating layer containing a porous sheet of electrically conductive material profiled to form a plurality of depressions on its lower surface for holding a liquid aerosol-forming substrate by capillary action, wherein at least a portion of each of said plurality of recesses is located at a distance from the outer surface of the capillary body in a perpendicular direction.

Благодаря заявленной компоновке, образующая аэрозоль жидкость из капиллярного материала втягивается на пористый лист за счет капиллярного действия и удерживается в указанном множестве углублений на нижней поверхности пористого листа. Поскольку углубления расположены на расстоянии от капиллярного тела, при работе электрического нагревателя тепло от нагревательного слоя концентрируется на жидком образующем аэрозоль субстрате, удерживаемом в указанных углублениях. Это обеспечивает возможность уменьшения количества тепла, переносимого от нагревателя на жидкость, хранящуюся в капиллярном теле и в части для хранения жидкости, что снижает энергопотребление и способствует более эффективной работе по сравнению с нагревательными узлами, в которых жидкость испаряется, будучи абсорбированной в капиллярном теле. Это также обеспечивает возможность увеличения площади поверхности нагревательного слоя, которая находится в контакте с образующей аэрозоль жидкостью, по сравнению с полностью плоским нагревателем, что дополнительно уменьшает энергопотребление для заданного количества генерируемого аэрозоля, обеспечивая более эффективную работу.Due to the inventive arrangement, the aerosol-forming liquid of the capillary material is drawn onto the porous sheet by capillary action and is retained in said plurality of recesses on the bottom surface of the porous sheet. Because the recesses are located at a distance from the capillary body, when the electric heater is operated, heat from the heating layer is concentrated on the liquid aerosol-forming substrate held in said recesses. This makes it possible to reduce the amount of heat transferred from the heater to the liquid stored in the capillary body and the liquid storage part, which reduces power consumption and contributes to more efficient operation compared to heating units in which the liquid evaporates while being absorbed in the capillary body. It also allows the surface area of the heating layer that is in contact with the aerosol generating liquid to be increased compared to a completely flat heater, further reducing power consumption for a given amount of aerosol generated, enabling more efficient operation.

Используемый в настоящем документе термин «пористый лист» относится к слою материала, который является проницаемым для текучей среды и обеспечивает возможность прохождения через него аэрозоля. Термин «пористый» предназначен для охвата материалов, которые по своей природе являются пористыми, а также по существу непористых материалов, которые были сделаны пористыми или проницаемыми путем обеспечения в них множества отверстий.As used herein, the term "porous sheet" refers to a layer of material that is fluid permeable and allows aerosol to pass through. The term "porous" is intended to cover materials that are inherently porous as well as essentially non-porous materials that have been made porous or permeable by providing a plurality of holes in them.

Используемый в настоящем документе термин «профилированный» используется для обозначения того, что лист деформирован без удаления материала из листа.As used herein, the term "shaped" is used to mean that the sheet is deformed without removing material from the sheet.

Используемый в настоящем документе термин «углубление» относится к части нижней поверхности, которая углублена относительно остальной части нижней поверхности. Оно отличается от простого отверстия, проходящего через плоский лист, такого как отверстия в сетке. Каждое из указанного множества углублений может иметь глубину от приблизительно 20 микрон до приблизительно 1000 микрон. Каждое из указанного множества углублений может иметь ширину от приблизительно 20 микрон до приблизительно 2000 микрон.As used herein, the term "recess" refers to the portion of the bottom surface that is recessed relative to the rest of the bottom surface. It is different from a simple hole through a flat sheet, such as mesh holes. Each of said plurality of depressions may have a depth of from about 20 microns to about 1000 microns. Each of said plurality of depressions may have a width of from about 20 microns to about 2000 microns.

Используемый в настоящем документе термины «верхняя поверхность» и «нижняя поверхность» относятся к противоположным поверхностям пористого листа с обеих сторон плоскости листа. Верхняя поверхность относится к той лицевой поверхности листа, которая наиболее удалена от капиллярного тела. Нижняя поверхность относится к той лицевой поверхности листа, которая противоположна верхней поверхности и представляет собой лицевую поверхность, ближайшую к капиллярному телу.As used herein, the terms "top surface" and "bottom surface" refer to opposite surfaces of the porous sheet on both sides of the plane of the sheet. The top surface refers to that front surface of the sheet which is furthest away from the capillary body. The bottom surface refers to that front surface of the sheet that is opposite the top surface and is the front surface closest to the capillary body.

Указанное множество углублений может быть выполнено в пористом листе любым подходящим способом. Предпочтительно, пористый лист подвергнут тиснению и дополнительно содержит множество приподнятых частей на своей верхней поверхности, причем указанное множество углублений образовано указанным множеством приподнятых частей. Такое тиснение может быть простым и экономичным средством обеспечения указанного множества углублений. Такое тиснение может обеспечивать возможность того, чтобы толщина пористого листа оставалась по существу постоянной для более равномерного нагрева.Said plurality of recesses may be formed in the porous sheet in any suitable manner. Preferably, the porous sheet is embossed and further comprises a plurality of raised portions on its upper surface, said plurality of recesses being formed by said plurality of raised portions. Such embossing can be a simple and economical means of providing said plurality of depressions. Such embossing may allow the thickness of the porous sheet to remain substantially constant for more uniform heating.

Используемый в настоящем документе термин «подвергнут тиснению» используется для обозначения того, что лист отформован или отштампован таким образом, что он имеет на своей верхней поверхности один или более элементов, которые приподняты над верхней поверхностью в виде невысокого рельефа. Предпочтительно, толщина листа остается по существу постоянной. Толщина листа отличается от высоты листа, которая относится к расстоянию между самой нижней точкой на нижней поверхности и самой высокой точкой на верхней поверхности. Толщина листа в любой заданной точке на листе должна измеряться в направлении, перпендикулярном нижней поверхности листа в указанной заданной точке.As used herein, the term "embossed" is used to mean that the sheet is molded or stamped such that it has one or more features on its top surface that are raised above the top surface in a low relief. Preferably, the thickness of the sheet remains substantially constant. The sheet thickness is different from the sheet height, which refers to the distance between the lowest point on the bottom surface and the highest point on the top surface. The sheet thickness at any given point on the sheet shall be measured in a direction perpendicular to the bottom surface of the sheet at the specified given point.

Тиснение может быть выполнено в любой подходящей форме. Например, тиснение может включать равномерное распределение и/или неравномерное распределение.The embossing may be in any suitable form. For example, the embossing may include even distribution and/or uneven distribution.

Предпочтительно, пористый лист является гофрированным. Пористый гофрированный лист может представлять собой особенно простое и экономичное средство обеспечения указанного множества углублений в листе.Preferably, the porous sheet is corrugated. The porous corrugated sheet may be a particularly simple and economical means of providing said plurality of recesses in the sheet.

Используемый в настоящем документе термин «гофрированный» относится к листу, который профилирован с образованием ряда параллельных гребней и канавок. Таким образом, гребни гофров образуют как множество приподнятых частей на верхней поверхности листа, так и множество углублений на нижней поверхности листа. Впадины гофров образованы в области листа между смежными приподнятыми частями (если смотреть с верхней поверхности листа) и между смежными углублениями (если смотреть с нижней поверхности листа).As used herein, the term "corrugated" refers to a sheet that is shaped to form a series of parallel ridges and grooves. Thus, the crests of the corrugations form both a plurality of raised portions on the upper surface of the sheet and a plurality of depressions on the lower surface of the sheet. Corrugation cavities are formed in the region of the sheet between adjacent raised portions (when viewed from the top surface of the sheet) and between adjacent depressions (when viewed from the bottom surface of the sheet).

Предпочтительно, пористый лист содержит множество отверстий. Предпочтительно, указанное множество отверстий содержит первую группу отверстий, расположенную в первой области пористого листа, и вторую группу отверстий, расположенную во второй области пористого листа, причем средний размер первой группы отверстий отличается от среднего размера второй группы отверстий. Например, размер отверстий в первой и второй областях или относительное положение указанных первой и второй областей могут быть выбраны на основе характеристик потока воздуха в генерирующей аэрозоль системе и/или на основе температурного профиля нагревательного узла. Средний диаметр первой группы отверстий может быть больше, чем средний диаметр второй группы отверстий, и первая область может быть расположена со стороны центра пористого листа относительно второй области. Это обеспечивает возможность увеличения скорости потока в центральной области нагревателя.Preferably, the porous sheet contains a plurality of holes. Preferably, said plurality of holes comprises a first group of holes located in the first region of the porous sheet and a second group of holes located in the second region of the porous sheet, wherein the average size of the first group of holes differs from the average size of the second group of holes. For example, the size of the openings in the first and second regions, or the relative position of said first and second regions, may be selected based on the airflow characteristics of the aerosol generating system and/or based on the temperature profile of the heating assembly. The average diameter of the first group of holes may be larger than the average diameter of the second group of holes, and the first region may be located on the side of the center of the porous sheet relative to the second region. This makes it possible to increase the flow rate in the central region of the heater.

Предпочтительно, каждое отверстие имеет размер от приблизительно 20 квадратных микрон до приблизительно 10 000 квадратных микрон.Preferably, each hole has a size of from about 20 square microns to about 10,000 square microns.

Предпочтительно, указанное множество отверстий расположены таким образом, что каждое из указанного множества углублений на виде в сечении имеет единственное отверстие, расположенное в самой глубокой точке углубления или вблизи нее. Это обеспечивает возможность содействия максимизации области удержания жидкости, образуемой каждым углублением. Это также обеспечивает возможность содействия созданию потока текучей среды через электрический нагреватель, когда жидкость удерживается в указанных углублениях.Preferably, said plurality of holes are arranged such that each of said plurality of recesses in sectional view has a single hole located at or near the deepest point of the recess. This makes it possible to help maximize the liquid holding area formed by each recess. It also allows the fluid to flow through the electric heater when the fluid is held in said recesses.

Предпочтительно, пористый лист содержит капиллярное пористое покрытие на его нижней поверхности. Предпочтительно, капиллярное пористое покрытие обеспечено по меньшей мере на той части нижней поверхности пористого листа, в которой образованы углубления. Более предпочтительно, капиллярное пористое покрытие обеспечено по существу на всей области нижней поверхности пористого листа. Такое капиллярное пористое покрытие обеспечивает возможность содействия повышению капиллярности пористого листа. Это обеспечивает возможность содействия удержанию, за счет капиллярного действия, жидкого образующего аэрозоль субстрата на пористом листе на расстоянии от капиллярного тела.Preferably, the porous sheet contains a capillary porous coating on its lower surface. Preferably, the capillary porous coating is provided on at least that part of the lower surface of the porous sheet in which the recesses are formed. More preferably, the capillary porous coating is provided over substantially the entire area of the bottom surface of the porous sheet. Such a capillary porous coating makes it possible to assist in increasing the capillarity of the porous sheet. This allows the liquid aerosol-forming substrate to be assisted to be retained, by capillary action, on the porous sheet at a distance from the capillary body.

Подходящие капиллярные пористые покрытия могут включать покрытия на основе целлюлозы, покрытия на основе полимера, покрытия на основе пены и покрытия на основе глины.Suitable capillary porous coatings may include cellulose-based coatings, polymer-based coatings, foam-based coatings, and clay-based coatings.

Предпочтительно, указанный пористый лист представляет собой первый пористый лист, а электрический нагреватель также содержит второй пористый лист, который расположен параллельно первому пористому листу между первым пористым листом и капиллярным телом. Благодаря обеспечению второго пористого листа, который расположен параллельно первому пористому листу между первым пористым листом и капиллярным телом, обеспечивается возможность концентрации тепла, генерируемого первым пористым листом, на жидкости, удерживаемой между первым и вторым пористыми листами. Это обеспечивает возможность содействия изоляции нагретой жидкости между первым и вторым пористыми листами от капиллярного тела и, следовательно, возможность уменьшения передачи тепла жидкости, абсорбированной в капиллярном теле. Второй пористый лист может иметь любой из признаков, описанных выше или ниже применительно к первому пористому листу.Preferably, said porous sheet is a first porous sheet and the electric heater also comprises a second porous sheet which is positioned parallel to the first porous sheet between the first porous sheet and the capillary body. By providing a second porous sheet that is parallel to the first porous sheet between the first porous sheet and the capillary body, it is possible to concentrate the heat generated by the first porous sheet on the liquid held between the first and second porous sheets. This makes it possible to assist in isolating the heated liquid between the first and second porous sheets from the capillary body, and therefore, it is possible to reduce the heat transfer of the liquid absorbed in the capillary body. The second porous sheet may have any of the features described above or below in relation to the first porous sheet.

Предпочтительно, второй пористый лист выполнен из теплоизоляционного материала. Это обеспечивает возможность содействия дополнительной концентрации тепла, генерируемого первым пористым листом, на жидкости, удерживаемой между первым и вторым пористыми листами, в то время как капиллярное тело изолировано от первого пористого листа посредством второго пористого листа. Таким образом обеспечивается возможность дополнительного снижения мощности, необходимой для испарения образующей аэрозоль жидкости, и, следовательно, снижения передачи тепла жидкости, абсорбированной в капиллярном теле.Preferably, the second porous sheet is made of a thermally insulating material. This makes it possible to further concentrate the heat generated by the first porous sheet on the liquid held between the first and second porous sheets while the capillary body is isolated from the first porous sheet by the second porous sheet. In this way, it is possible to further reduce the power required to vaporize the aerosol-forming liquid and thus reduce the heat transfer of the liquid absorbed in the capillary body.

В некоторых вариантах осуществления второй пористый лист может представлять собой пористый лист из электропроводящего материала и образовывать дополнительный нагревательный слой электрического нагревателя.In some embodiments, the implementation of the second porous sheet may be a porous sheet of electrically conductive material and form an additional heating layer of the electric heater.

Предпочтительно, каждый из первого и второго пористых листов содержит множество отверстий. Предпочтительно, в таких вариантах осуществления множество отверстий первого пористого листа смещены в поперечном направлении относительно множества отверстий второго пористого листа, и первый и второй пористые листы выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга из закрытого положения, в котором множество отверстий одного или обоих из первого и второго пористых листов закрыты сплошной областью другого из первого и второго пористых листов, в открытое положение, в котором по меньшей мере часть первого пористого листа и второго пористого листа разделены промежутком. Благодаря такой компоновке обеспечивается возможность уменьшения или предотвращения потока текучей среды через электрический нагреватель при нахождении первого и второго пористых листов в закрытом положении для уменьшения или предотвращения утечки жидкого образующего аэрозоль субстрата из капиллярного тела, когда нагревательный узел не используется, и в то же самое время обеспечивается возможность протекания нормального потока текучей среды при нахождении пористых листов в открытом положении. Предпочтительно, первый и второй пористые листы выполнены с возможностью перемещения в открытое положение при подаче тока на электрический нагреватель.Preferably, each of the first and second porous sheets contains a plurality of holes. Preferably, in such embodiments, the plurality of openings of the first porous sheet are transversely offset relative to the plurality of openings of the second porous sheet, and the first and second porous sheets are movable relative to each other from a closed position in which the plurality of openings of one or both of the first and second of the porous sheets are closed by a continuous area of the other of the first and second porous sheets, to an open position in which at least a portion of the first porous sheet and the second porous sheet are separated by a gap. This arrangement makes it possible to reduce or prevent the flow of fluid through the electric heater when the first and second porous sheets are in the closed position to reduce or prevent leakage of the liquid aerosol-forming substrate from the capillary body when the heating assembly is not in use, and at the same time ensure the possibility of normal fluid flow while the porous sheets are in the open position. Preferably, the first and second porous sheets are movable to an open position when current is applied to the electric heater.

Предпочтительно, первый пористый лист и второй пористый лист выполнены из разных материалов, имеющих разные коэффициенты теплового расширения, так что один или оба из первого и второго пористых листов автоматически деформируются с переходом из закрытого положения в открытое положение при нагреве. Иначе говоря, пористый лист предпочтительно выполнен с возможностью деформации с переходом между закрытым положением и открытым положением при изменении его температуры с первой температуры на вторую температуру. Изменение температуры может быть вызвано пропусканием электрического тока через один или оба из пористых листов. Благодаря выполнению первого пористого листа и второго пористого листа из разных материалов, имеющих разные коэффициенты теплового расширения, так что один или оба из первого и второго пористых листов автоматически деформируются с переходом из закрытого положения в открытое положение при нагреве, обеспечивается простое средство для снижения или предотвращения утечки текучей среды перед использованием. Например, при нахождении электрического нагревателя в выключенном состоянии пористые листы могут иметь температуру окружающей среды. При такой температуре окружающей среды указанные листы расположены в закрытом положении, и, следовательно, обеспечивается возможность предотвращения утечки жидкости. Однако при пропускании электрического тока через первый и/или второй пористые листы температура одного или обоих из первого и второго пористых листов повышается. Такое изменение температуры может приводить к деформации одного или обоих листов с переходом из закрытого положения в открытое положение, и таким образом обеспечивается возможности протекания нормального потока текучей среды.Preferably, the first porous sheet and the second porous sheet are made of different materials having different coefficients of thermal expansion such that one or both of the first and second porous sheets automatically deform from a closed position to an open position when heated. In other words, the porous sheet is preferably configured to deform between a closed position and an open position as its temperature changes from the first temperature to the second temperature. The change in temperature may be caused by passing an electrical current through one or both of the porous sheets. By making the first porous sheet and the second porous sheet of different materials having different coefficients of thermal expansion so that one or both of the first and second porous sheets automatically deform from a closed position to an open position when heated, a simple means is provided for reducing or preventing fluid leakage before use. For example, when the electric heater is turned off, the porous sheets may be at ambient temperature. At such an ambient temperature, said sheets are arranged in a closed position, and hence liquid leakage is prevented. However, when an electric current is passed through the first and/or second porous sheets, the temperature of one or both of the first and second porous sheets rises. Such a change in temperature may cause one or both sheets to deform from a closed position to an open position, and thus allow normal fluid flow to occur.

Предпочтительно, нагревательный узел также содержит исполнительный элемент для выборочного перемещения одного или обоих из первого и второго пористых листов между закрытым и открытым положениями. Благодаря обеспечению нагревательного узла с исполнительным элементом для выборочного перемещения одного или обоих из первого и второго пористых листов между закрытым и открытым положениями, обеспечивается возможность точного регулирования относительного положения первого и второго пористых листов. Исполнительный элемент также может обеспечивать возможность перемещения первого или второго пористого листа между открытым и закрытым положениями с небольшой задержкой по времени или без задержки.Preferably, the heating assembly also includes an actuator for selectively moving one or both of the first and second porous sheets between closed and open positions. By providing a heating assembly with an actuator to selectively move one or both of the first and second porous sheets between closed and open positions, the relative position of the first and second porous sheets can be precisely controlled. The actuator may also allow the first or second porous sheet to move between open and closed positions with little or no time delay.

Предпочтительно, промежуток между первым и вторым пористыми листами в закрытом положении является выборочно регулируемым. Благодаря такой компоновке обеспечивается возможность выборочного регулирования объема, образованного между первым и вторым пористыми листами, согласно требованиям пользователя. Например, одно или более из следующего: требуемая скорость потребления образующей аэрозоль жидкости, скорость осуществления затяжек и температурный номинал электрического нагревателя, могут выборочно регулироваться в соответствии с требованиями пользователя.Preferably, the gap between the first and second porous sheets in the closed position is selectively adjustable. This arrangement makes it possible to selectively adjust the volume formed between the first and second porous sheets according to the user's requirements. For example, one or more of the desired consumption rate of the aerosol-forming liquid, the puff rate, and the temperature rating of the electric heater can be selectively adjusted according to user requirements.

Предпочтительно, электрический нагреватель также содержит третий пористый лист, который расположен параллельно между первым и вторым пористыми листами. Третий пористый лист может иметь любой из признаков, описанных выше или ниже применительно к одному или обоим из первого и второго пористых листов. Например, каждый из первого, второго и третьего пористых листов может содержать множество отверстий.Preferably, the electric heater also includes a third porous sheet, which is located in parallel between the first and second porous sheets. The third porous sheet may have any of the features described above or below in relation to one or both of the first and second porous sheets. For example, each of the first, second and third porous sheets may contain a plurality of holes.

Множество отверстий второго пористого листа может быть по существу выровнено с множеством отверстий третьего пористого листа. Это обеспечивает возможность содействия протеканию текучей среды через электрический нагреватель.The plurality of apertures of the second porous sheet may be substantially aligned with the plurality of apertures of the third porous sheet. This allows fluid to flow through the electric heater.

Предпочтительно, каждый из второго и третьего пористых листов содержит множество отверстий, причем множество отверстий второго пористого листа смещены в поперечном направлении относительно множества отверстий третьего пористого листа. В таких вариантах осуществления третий пористый лист предпочтительно выполнен с возможностью перемещения из закрытого положения, в котором множество отверстий второго пористого листа закрыто сплошной областью третьего пористого листа, в открытое положение, в котором по меньшей мере часть второго и третьего пористых листов расположены на расстоянии друг от друга. Благодаря такой компоновке обеспечивается возможность перемещения первого пористого листа в направлении третьего пористого листа во время использования для постепенного нагрева жидкости, удерживаемой между первым и третьим пористыми листами. Таким образом обеспечивается возможность повышения эффективности нагрева. В некоторых примерах первый пористый лист выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями при нахождении третьего пористого листа в закрытом положении. Это обеспечивает возможность нагрева первым пористым листом заданного количества жидкости, захваченной между первым и третьим пористыми листами. Помимо повышения эффективности нагрева, это также обеспечивает возможность содействия обеспечению более устойчивых свойств аэрозоля от затяжки к затяжке.Preferably, each of the second and third porous sheets contains a plurality of holes, and the plurality of holes of the second porous sheet is offset in the transverse direction relative to the plurality of holes of the third porous sheet. In such embodiments, the third porous sheet is preferably movable from a closed position, in which a plurality of openings of the second porous sheet is covered by a continuous area of the third porous sheet, to an open position, in which at least a portion of the second and third porous sheets are located at a distance from each other. friend. With this arrangement, it is possible to move the first porous sheet towards the third porous sheet during use to gradually heat the liquid held between the first and third porous sheets. Thus, it is possible to increase the heating efficiency. In some examples, the first porous sheet is movable between the first and second positions while the third porous sheet is in the closed position. This allows the first porous sheet to heat a predetermined amount of liquid trapped between the first and third porous sheets. In addition to improving heating efficiency, this also provides the ability to help provide more consistent aerosol properties from puff to puff.

Первый и второй пористые листы могут быть зафиксированы на месте по отношению друг к другу и к капиллярному телу. Предпочтительно, при нахождении третьего пористого листа в закрытом положении, первый пористый лист имеет возможность перемещения в перпендикулярном направлении из первого положения, в котором по меньшей мере часть первого и третьего пористых листов разделены первым промежутком, во второе положение, в котором первый и третий пористые листы разделены вторым промежутком, который меньше, чем первый промежуток.The first and second porous sheets can be fixed in place with respect to each other and to the capillary body. Preferably, when the third porous sheet is in the closed position, the first porous sheet is transversely movable from the first position, in which at least a portion of the first and third porous sheets are separated by the first gap, to the second position, in which the first and third porous sheets separated by a second gap that is smaller than the first gap.

Используемый в настоящем документе термин «капиллярное тело» относится к компоненту нагревательного узла, который выполнен с возможностью переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата к электрическому нагревателю за счет капиллярного действия. Капиллярное тело может быть изготовлено из капиллярного материала. Капиллярный материал представляет собой материал, который активно переносит жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или нитей, или других трубок с тонкими каналами. Волокна или нити могут быть в целом выровнены для переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата в направлении генерирующего аэрозоль элемента. В качестве альтернативы, капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество тонких каналов или трубок, через которые обеспечивается возможность переноса жидкого образующий аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волокнистый материал, выполненный, например, из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий образующий аэрозоль субстрат имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата через капиллярный носитель за счет капиллярного действия.As used herein, the term "capillary body" refers to a heating assembly component that is configured to transfer a liquid aerosol-forming substrate to an electrical heater by capillary action. The capillary body may be made from a capillary material. A capillary material is a material that actively transfers liquid from one end of the material to the other. The capillary material may have a fibrous or spongy structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may contain a plurality of fibers or filaments, or other tubes with fine channels. The fibers or filaments may be generally aligned to carry the liquid aerosol-generating substrate towards the aerosol-generating element. Alternatively, the capillary material may comprise a sponge-like or foam-like material. The structure of the capillary material forms a plurality of thin channels or tubes through which the liquid aerosol-forming substrate can be transferred by capillary action. The capillary material may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, materials based on ceramics or graphite in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fibrous material made, for example, from twisted or extruded fibers such as cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin, polyethylene, terylene or polypropylene fibers, nylon fibers or ceramics. The capillary material may have any suitable capillarity and porosity for use with liquids having different physical properties. The liquid aerosol-forming substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that allow the liquid aerosol-forming substrate to be transferred through the capillary carrier by capillary action.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен картридж для использования в генерирующей аэрозоль системе, содержащий часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата; и нагревательный узел согласно первому аспекту настоящего изобретения.According to a second aspect of the present invention, there is provided a cartridge for use in an aerosol generating system, comprising a liquid storage portion for holding a liquid aerosol generating substrate; and a heating unit according to the first aspect of the present invention.

Картридж может содержать кожух, имеющий соединительный конец и мундштучный конец, удаленный от соединительного конца, причем соединительный конец выполнен с возможностью соединения с управляющим корпусом генерирующей аэрозоль системы. Указанный кожух может образовывать часть для хранения жидкости. Электрическая мощность может подаваться на нагревательный узел от присоединенного управляющего корпуса через соединительный конец кожуха. Картридж может иметь впускное отверстие для воздуха. Мундштучный конец может иметь отверстие на мундштучном конце, сообщающееся по текучей среде с впускным отверстием для воздуха. Картридж может иметь канал для потока воздуха, проходящий между впускным отверстием для воздуха и отверстием на мундштучном конце.The cartridge may include a housing having a connecting end and a mouth end spaced from the connecting end, the connecting end being configured to connect to the control housing of the aerosol generating system. Said casing may form a liquid storage part. Electrical power may be supplied to the heating unit from the attached control housing through the connecting end of the housing. The cartridge may have an air inlet. The mouth end may have an opening at the mouth end in fluid communication with an air inlet. The cartridge may have an air flow channel extending between the air inlet and the opening at the mouth end.

Кожух может быть удлиненным. Кожух может содержать любой подходящий материал или сочетание 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. Указанный материал может быть легким и нехрупким. Кожух может содержать любые из признаков кожуха, описанных в отношении первого аспекта изобретения.The casing can be extended. The casing 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 these materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industry, such as polypropylene, polyether ether ketone (PEEK), and polyethylene. Said material may be lightweight and non-brittle. The casing may comprise any of the features of the casing described in relation to the first aspect of the invention.

Картридж может содержать съемный мундштук, через который обеспечивается возможность втягивания аэрозоля пользователем. Съемный мундштук может покрывать отверстие на мундштучном конце. В качестве альтернативы, картридж может быть выполнен таким образом, чтобы пользователь имел возможность осуществления затяжки непосредственно через отверстие на мундштучном конце.The cartridge may include a removable mouthpiece through which the aerosol can be drawn in by the user. A detachable mouthpiece may cover the opening at the mouthpiece end. Alternatively, the cartridge may be configured so that the user is able to draw directly through the opening at the mouth end.

Часть для хранения жидкости в картридже может быть выполнена с возможностью повторной заправки жидким образующим аэрозоль субстратом. В качестве альтернативы, картридж может быть выполнен с возможностью утилизации в случае израсходования жидкого образующего аэрозоль субстрата в отделении для хранения.The liquid storage portion of the cartridge may be refillable with the liquid aerosol-forming substrate. Alternatively, the cartridge may be recyclable if the liquid aerosol-forming substrate is used up in the storage compartment.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложена генерирующая аэрозоль система, содержащая: генерирующее аэрозоль устройство; и картридж согласно второму аспекту настоящего изобретения, разъемно соединенный с генерирующим аэрозоль устройством, причем это генерирующее аэрозоль устройство содержит источник питания для электрического нагревателя.According to a third aspect of the present invention, an aerosol generating system is provided, comprising: an aerosol generating device; and a cartridge according to a second aspect of the present invention releasably coupled to an aerosol generating device, the aerosol generating device comprising a power source for an electric heater.

Устройство может содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей мощности от источника питания на генерирующий аэрозоль элемент. Схема управления может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Схема управления может быть выполнена с возможностью регулирования подачи мощности на генерирующий аэрозоль элемент. Мощность может подаваться на генерирующий аэрозоль элемент непрерывно после активации системы, или она может подаваться прерывисто, например, от затяжки к затяжке. Мощность может подаваться на генерирующий аэрозоль элемент в виде импульсов электрического тока.The device may include a control circuit configured to control the supply of power from a power source to the aerosol generating element. The control circuit may include a microcontroller. The microcontroller is preferably a programmable microcontroller. The control circuit may contain additional electronic components. The control circuit may be configured to control the power supply to the aerosol generating element. Power may be supplied to the aerosol generating element continuously after activation of the system, or it may be supplied intermittently, such as from puff to puff. Power may be supplied to the aerosol generating element in the form of electric current pulses.

Генерирующий аэрозоль элемент может содержать независимый источник питания. Генерирующая аэрозоль система может содержать первый источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на схему управления, и второй источник питания, выполненный с возможностью подачи мощности на генерирующий аэрозоль элемент.The aerosol generating element may comprise an independent power source. The aerosol generating system may include a first power supply configured to supply power to the control circuit and a second power supply configured to supply power to the aerosol generating element.

Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой литиевую батарею, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой тип устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке, и он может быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Источник питания может иметь емкость, которая обеспечивает возможность накопления достаточного количества энергии для одного или более сеансов использования; например источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций распылительного узла.The power supply may be a DC power supply. The power source may be a battery. The battery may be a lithium battery, such as a lithium cobalt, lithium iron phosphate, lithium titanium, or lithium polymer battery. The battery may be a nickel metal hydride battery or a nickel cadmium battery. The power supply may be another type of charge storage device such as a capacitor. The power supply may need to be recharged and may be configured to undergo multiple charge and discharge cycles. The power supply may have a capacity that allows sufficient energy to be stored for one or more uses; for example, the power supply may be of sufficient capacity to allow continuous generation of the aerosol for a period of approximately six minutes, which is typical of the time it takes to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to allow for a given number of puffs or individual activations of the spray assembly.

Генерирующая аэрозоль система может представлять собой удерживаемую рукой генерирующую аэрозоль систему, выполненную таким образом, чтобы пользователь имел возможность всасывания на мундштуке для втягивания аэрозоля через отверстие на мундштучном конце. Генерирующая аэрозоль система может иметь размер, сопоставимый с обычной сигарой или сигаретой. Генерирующая аэрозоль система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Генерирующая аэрозоль система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.The aerosol generating system may be a hand-held aerosol generating system configured to allow the user to suck on the mouthpiece to draw the aerosol through an opening at the mouthpiece end. The aerosol generating system may be of a size comparable to a conventional 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.

Хотя система согласно изобретению была описана как содержащая картридж и управляющий корпус, возможна реализация настоящего изобретения в однокомпонентной системе.Although the system according to the invention has been described as comprising a cartridge and a control housing, it is possible to implement the present invention in a one-component system.

Картридж или генерирующая аэрозоль система в любом из аспектов настоящего изобретения могут содержать детектор затяжки, имеющий связь со схемой управления. Детектор затяжки может быть выполнен с возможностью обнаружения осуществления пользователем затяжки через канал воздушного потока.The cartridge or aerosol generating system in any aspect of the present invention may include a puff detector in communication with a control circuit. The puff detector may be configured to detect a user puffing through the airflow channel.

Картридж или генерирующая аэрозоль система в любом из аспектов настоящего изобретения могут содержать датчик температуры, имеющий связь со схемой управления. Картридж, управляющий корпус или генерирующая аэрозоль система могут содержать пользовательское средство ввода, такое как переключатель или кнопка. Пользовательское средство ввода может обеспечивать для пользователя возможность включения и выключения системы.The cartridge or aerosol generating system in any aspect of the present invention may include a temperature sensor in communication with a control circuit. The cartridge, control housing, or aerosol generating system may include a user input such as a switch or button. The user input may allow the user to turn the system on and off.

Картридж или генерирующая аэрозоль система также могут содержать средства индикации для указания пользователю определяемого количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости. Схема управления может быть выполнена с возможностью активации средств индикации после определения количества жидкого образующего аэрозоль субстрата, удерживаемого в части для хранения жидкости.The cartridge or aerosol generating system may also include indicating means for indicating to the user a detectable amount of liquid aerosol-forming substrate retained in the liquid storage portion. The control circuitry may be configured to activate the indicating means after determining the amount of liquid aerosol-forming substrate held in the liquid storage portion.

Средства индикации могут включать одно или более из следующего: световые индикаторы, такие как светодиоды, дисплей, такой как жидкокристаллический дисплей, звуковые средства индикации, такие как динамик или зуммер, и вибрационные средства. Схема управления может быть выполнена с возможностью одного или более из следующего: зажигания световых индикаторов, отображения количества на дисплее, эмиссии звуков через динамик или зуммер и сообщения вибрации вибрационному средству.The indication means may include one or more of the following: indicator lights such as LEDs, a display such as a liquid crystal display, audible indications such as a speaker or buzzer, and vibration means. The control circuit may be configured to one or more of the following: lighting indicator lights, displaying a quantity on a display, emitting sounds through a speaker or buzzer, and vibrating the vibrating means.

Признаки одного аспекта настоящего изобретения могут быть применены к другим аспектам настоящего изобретения.The features of one aspect of the present invention can be applied to other aspects of the present invention.

Используемый в настоящем документе термин «капиллярное тело» относится к компоненту нагревательного узла, который выполнен с возможностью переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата к электрическому нагревателю за счет капиллярного действия.As used herein, the term "capillary body" refers to a heating assembly component that is configured to transfer a liquid aerosol-forming substrate to an electrical heater by capillary action.

Используемый в настоящем документе термин «электропроводный материал» обозначает материал, имеющий удельное сопротивление 1×10^-2 Ом⋅м или менее.Used in this document, the term "conductive material" means a material having a resistivity of 1×10 ^-2 Ohm⋅m or less.

Используемый в настоящем документе термины «теплоизолирующий материал» и «теплоизоляционный материал» относятся к материалу, имеющему удельную теплопроводность менее чем 100 Вт/м⋅К, предпочтительно менее чем 40 Вт/м⋅К, или менее чем 10 Вт/м⋅К при температуре 23 градуса по Цельсию и относительной влажности 50%.As used herein, the terms "thermal insulating material" and "thermal insulating material" refer to a material having a thermal conductivity of less than 100 W/m⋅K, preferably less than 40 W/m⋅K, or less than 10 W/m⋅K at temperature 23 degrees Celsius and relative humidity 50%.

Используемый в настоящем документе термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию аэрозоля.As used herein, the term "aerosol generating agent" is used to describe any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promotes the formation of an aerosol.

Используемый в настоящем документе термин «жидкий образующий аэрозоль субстрат» относится к образующему аэрозоль субстрату, который присутствует в жидкой форме, а не в твердой форме. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может быть по меньшей мере частично поглощен средством для удержания жидкости. Жидкий образующий аэрозоль субстрат включает образующий аэрозоль субстрат в форме геля.As used herein, the term "liquid aerosol-forming substrate" refers to an aerosol-forming substrate that is present in liquid form rather than solid form. The liquid aerosol-forming substrate may be at least partially absorbed by the liquid retaining means. The liquid aerosol-forming substrate includes an aerosol-forming substrate in the form of a gel.

Используемый в настоящем документе термин «носитель для удержания жидкости» относится к компоненту, способному удерживать с возможностью выделения жидкий образующий аэрозоль субстрат. Носитель для удержания жидкости может представлять собой или содержать пористый или волокнистый материал, абсорбирующий или иным образом удерживающий жидкий образующий аэрозоль субстрат, с которым он приводится в контакт, при одновременном обеспечении возможности выделения жидкого образующего аэрозоль субстрата в результате испарения.As used herein, the term "liquid retention carrier" refers to a component capable of releasing a liquid aerosol-forming substrate. The liquid retention carrier may be or comprise a porous or fibrous material that absorbs or otherwise retains the liquid aerosol-forming substrate with which it comes into contact while allowing the liquid aerosol-forming substrate to be released by evaporation.

Используемый в настоящем документе термины «раньше по потоку» и «дальше по потоку» используются для описания относительных положений элементов или частей элементов нагревательного узла, картриджа или генерирующей аэрозоль системы относительно направления, в котором воздух втягивается через систему во время ее использования.As used herein, the terms "upstream" and "downstream" are used to describe the relative positions of elements or parts of elements of a heating assembly, cartridge, or aerosol generating system relative to the direction in which air is drawn through the system during use.

Используемый в настоящем документе термин «продольный» используется для описания направления между расположенным раньше по потоку концом и расположенным дальше по потоку концом нагревательного узла, и термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению. Применительно к нагревательному узлу термин «поперечный» относится к направлению, параллельному плоскости пористого листа или листов, в то время как термин «перпендикулярный» относится к направлению, перпендикулярному плоскости пористого листа или листов.As used herein, the term "longitudinal" is used to describe the direction between the upstream end and the downstream end of the heating assembly, and the term "transverse" is used to describe the direction perpendicular to the longitudinal direction. In relation to the heating unit, the term "transverse" refers to a direction parallel to the plane of the porous sheet or sheets, while the term "perpendicular" refers to a direction perpendicular to the plane of the porous sheet or sheets.

Используемый в настоящем документе термин «диаметр» используется для описания максимального размера нагревательного узла, картриджа или системы или их компонентов в поперечном направлении нагревательного узла, картриджа или системы. Используемый в настоящем документе термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении.As used herein, the term "diameter" is used to describe the maximum dimension of a heating assembly, cartridge, or system, or components thereof, across the heating assembly, cartridge, or system. As used herein, the term "length" is used to describe the maximum dimension in the longitudinal direction.

Используемое в настоящем документе выражение «разъемно соединенный» означает, что два или более компонентов системы, таких как картридж и генерирующее аэрозоль устройство, могут быть соединены и разъединены друг с другом без существенного повреждения какого-либо компонента.As used herein, the term "releasably connected" means that two or more components of a system, such as a cartridge and an aerosol generating device, can be connected and disconnected from each other without significant damage to any component.

Используемое в настоящем документе выражение «по существу плоский» предпочтительно означает выполненный в одной плоскости и, например, не обернутый вокруг чего-либо или иным образом не приспособленный для соответствия криволинейной или другой неплоской форме. Плоский электрический нагреватель обеспечивает возможность легкого манипулирования им во время изготовления, а также обеспечивает надежную конструкцию.As used herein, "substantially flat" preferably means formed in a single plane and, for example, not wrapped around or otherwise adapted to conform to a curved or other non-planar shape. The flat electric heater allows for easy handling during manufacture and also provides a robust design.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны подробно лишь на примерах со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:Embodiments of the present invention will now be described in detail by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

на Фиг. 1 показан схематический вид генерирующей аэрозоль системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;in FIG. 1 is a schematic view of an aerosol generating system according to a first embodiment of the present invention;

на Фиг. 2 показан увеличенный вид части картриджа, показанного на Фиг. 1;in FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the cartridge shown in FIG. one;

на Фиг. 3А показан нагревательный узел согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, в закрытом состоянии;in FIG. 3A shows a heating unit according to a second embodiment of the present invention, in a closed state;

на Фиг. 3B показан нагревательный узел согласно второму варианту осуществления, в открытом состоянии;in FIG. 3B shows the heating unit according to the second embodiment, in an open state;

на Фиг. 4А показан нагревательный узел согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, в закрытом состоянии; иin FIG. 4A shows a heating unit according to a third embodiment of the present invention in a closed state; and

на Фиг. 4B показан нагревательный узел согласно третьему варианту осуществления, в открытом состоянии.in FIG. 4B shows the heating unit according to the third embodiment, in an open state.

На Фиг. 1 показан схематический вид генерирующей аэрозоль системы 10, содержащей картридж 20 и генерирующее аэрозоль устройство 40, которые соединены вместе. Устройство содержит источник 41 питания в виде батареи и схему 42 управления, соединенную с источником 41 питания.On FIG. 1 shows a schematic view of an aerosol generating system 10 comprising a cartridge 20 and an aerosol generating device 40 that are connected together. The device comprises a power source 41 in the form of a battery and a control circuit 42 connected to the power source 41 .

Узел 20 картриджа содержит кожух 22, который образует мундштук для системы. Внутри кожуха находится емкость 24 для хранения, удерживающая жидкий образующий аэрозоль субстрат 26. Смежно с открытым концом емкости 24 для хранения жидкости расположено капиллярное тело 27. Смежно с внешней поверхностью капиллярного тела 27 расположен электрический нагреватель 30 таким образом, что капиллярное тело 27 имеет возможность переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата 26 из емкости 26 для хранения жидкости к электрическому нагревателю 30. Капиллярное тело 27 и электрический нагреватель 30 вместе образуют по меньшей мере участок нагревательного узла 31.The cartridge assembly 20 includes a casing 22 that forms the mouthpiece for the system. Within the housing is a storage container 24 holding liquid aerosol-forming substrate 26. Adjacent to the open end of the liquid storage container 24 is a capillary body 27. Adjacent to the outer surface of the capillary body 27 is an electrical heater 30 such that the capillary body 27 is able to be carried. liquid aerosol-forming substrate 26 from the liquid storage container 26 to the electric heater 30. The capillary body 27 and the electric heater 30 together form at least a portion of the heating assembly 31.

Электрический нагреватель 30 расположен также смежно с каналом для потока воздуха в картридже 20. Канал для потока воздуха обозначен изогнутой стрелкой на Фиг. 1. Канал для потока воздуха проходит от впускного отверстия 28a для воздуха до отверстия 28b на мундштучном конце в кожухе 22 картриджа.An electrical heater 30 is also located adjacent to the air flow path in the cartridge 20. The air flow path is indicated by a curved arrow in FIG. 1. The air flow path extends from the air inlet 28a to the mouth end port 28b in the cartridge case 22.

При соединении картриджа 20 с генерирующим аэрозоль устройством 40, как показано на Фиг. 1, электрический нагреватель 30 электрически соединяется с источником 41 питания. Следовательно, устройство 40 функционирует таким образом, чтобы подавать электрическую мощность на электрический нагреватель 30 в картридже 20 с целью испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата. Испаренный образующий аэрозоль субстрат вовлекается в поток воздуха через систему, создаваемый в результате осуществления пользователем затяжки на мундштучном конце картриджа 20. Испаренный образующий аэрозоль субстрат охлаждается в указанном потоке воздуха с образованием аэрозоля перед втягиванием в рот пользователя.By connecting the cartridge 20 to the aerosol generating device 40 as shown in FIG. 1, the electric heater 30 is electrically connected to the power supply 41. Therefore, device 40 is operable to supply electrical power to electrical heater 30 in cartridge 20 to vaporize the liquid aerosol-forming substrate. The vaporized aerosol-forming substrate is entrained in an airflow through the system created by the user puffing on the mouth end of the cartridge 20. The vaporized aerosol-forming substrate is cooled in said airflow to form an aerosol before being drawn into the user's mouth.

На Фиг. 2 показан увеличенный вид части картриджа, показанного на Фиг. 1. Эта часть образует по меньшей мере участок нагревательного узла 31. Как показано на Фиг. 2, электрический нагреватель содержит пористый лист 33 из электропроводящего материала. Лист 33 профилирован с образованием множества углублений 34 на его нижней поверхности 35. Углубления 34 выполнены с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Как показано на Фиг. 2, по меньшей мере участок каждого из указанного множества углублений 34 расположен на расстоянии от внешней поверхности 27a капиллярного тела 27 в перпендикулярном направлении. В варианте осуществления по Фиг. 2 пористый лист 33 гофрирован с образованием множества углублений 34. Хотя на Фиг. 32 это не показано, нижняя поверхность 35 пористого листа 33 оснащена капиллярным покрытием.On FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the cartridge shown in FIG. 1. This part forms at least a portion of the heating unit 31. As shown in FIG. 2, the electrical heater comprises a porous sheet 33 of an electrically conductive material. The sheet 33 is profiled to form a plurality of recesses 34 on its bottom surface 35. The recesses 34 are configured to retain liquid aerosol-forming substrate by capillary action. As shown in FIG. 2, at least a portion of each of said plurality of recesses 34 is located at a distance from the outer surface 27a of the capillary body 27 in a perpendicular direction. In the embodiment of FIG. 2, the porous sheet 33 is corrugated to form a plurality of recesses 34. Although in FIG. 32 not shown, the bottom surface 35 of the porous sheet 33 is provided with a capillary coating.

Пористый лист 33 оснащен множеством отверстий 36, которые расположены по одному в самых глубоких точках соответствующих углублений. Отверстия 36 выполнены с таким размером, что обеспечивается возможность прохождения жидкого образующего аэрозоль субстрата от нижней поверхности 35 пористого листа 33 к внешней поверхности 37 пористого листа 33.The porous sheet 33 is provided with a plurality of holes 36 which are arranged one at a time at the deepest points of the respective recesses. Holes 36 are sized to allow liquid aerosol-forming substrate to pass from bottom surface 35 of porous sheet 33 to outer surface 37 of porous sheet 33.

На Фиг. 3А показан нагревательный узел 331 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Нагревательный узел 331 содержит первый пористый лист 333, который соответствует пористому листу 33 в варианте осуществления по Фиг. 2. Иначе говоря, первый пористый лист 333 профилирован с образованием множества углублений 334 на его нижней поверхности 335. Углубления 334 выполнены с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Первый пористый лист 333 оснащен множеством отверстий 336, которые расположены по одному в самых глубоких точках соответствующих углублений. Отверстия 336 выполнены с таким размером, что обеспечивается возможность прохождения жидкого образующего аэрозоль субстрата от нижней поверхности 335 первого пористого листа 333 до верхней поверхности 337 первого пористого листа 333.On FIG. 3A shows a heating unit 331 according to the second embodiment of the present invention. The heating unit 331 includes a first porous sheet 333, which corresponds to the porous sheet 33 in the embodiment of FIG. 2. In other words, the first porous sheet 333 is shaped to form a plurality of recesses 334 on its bottom surface 335. The recesses 334 are configured to retain liquid aerosol-forming substrate by capillary action. The first porous sheet 333 is provided with a plurality of holes 336, which are located one at a time at the deepest points of the respective recesses. Openings 336 are sized to allow liquid aerosol-forming substrate to pass from bottom surface 335 of first porous sheet 333 to top surface 337 of first porous sheet 333.

Нагревательный узел 331 также содержит второй пористый лист 353, расположенный между первым пористым листом 333 и капиллярным телом 27. Второй пористый лист 353 профилирован с образованием множества углублений 354 на его нижней поверхности 355. Углубления 354 выполнены с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Второй пористый лист 353 оснащен множеством отверстий 356, которые расположены по одному в самых глубоких точках соответствующих углублений. Отверстия 356 выполнены с таким размером, что обеспечивается возможность прохождения жидкого образующего аэрозоль субстрата от нижней поверхности 355 второго пористого листа 353 до внешней поверхности 357 второго пористого листа 353.The heating assembly 331 also includes a second porous sheet 353 positioned between the first porous sheet 333 and the capillary body 27. The second porous sheet 353 is shaped to form a plurality of recesses 354 on its bottom surface 355. The recesses 354 are configured to retain liquid aerosol-forming substrate by capillary actions. The second porous sheet 353 is provided with a plurality of holes 356 which are located one at a time at the deepest points of the respective recesses. Openings 356 are sized to allow liquid aerosol-forming substrate to pass from bottom surface 355 of second porous sheet 353 to outer surface 357 of second porous sheet 353.

Первый и второй пористые листы 333, 353 расположены таким образом, что множество отверстий 336 первого пористого листа 333 смещены в поперечном направлении относительно множества отверстий 356 второго пористого листа 353. Первый и второй пористые листы 333, 353 также выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга из закрытого положения, в котором множество отверстий 356 второго пористого листа 353 закрыты сплошной областью первого пористого листа 333, в открытое положение, в котором по меньшей мере часть первого пористого листа 333 и второго пористого листа 353 разделены промежутком 370. Это может быть лучше всего понято при рассмотрении Фиг. 3A и 3B, на которых показано закрытое и открытое положение соответственно.The first and second porous sheets 333, 353 are positioned such that the plurality of openings 336 of the first porous sheet 333 are transversely offset relative to the plurality of openings 356 of the second porous sheet 353. The first and second porous sheets 333, 353 are also movable relative to each other from from a closed position in which a plurality of openings 356 of the second porous sheet 353 are covered by a continuous area of the first porous sheet 333 to an open position in which at least a portion of the first porous sheet 333 and the second porous sheet 353 are separated by a gap 370. This can be best understood by considering Fig. 3A and 3B showing the closed and open positions, respectively.

В закрытом положении обеспечивается возможность предотвращения прохождения жидкости от капиллярного тела 27 до верхней поверхности 337 первого пористого листа 333, поскольку отверстия 356 второго пористого листа 353 закрыты сплошной областью первого пористого листа 333. Однако при нахождении листов 333, 353 в открытом положении обеспечивается возможность прохождения жидкости из капиллярного тела 27 через отверстия 336, 256 каждого листа на верхнюю поверхность 337 первого пористого листа 333.In the closed position, it is possible to prevent the passage of liquid from the capillary body 27 to the upper surface 337 of the first porous sheet 333, since the holes 356 of the second porous sheet 353 are closed by a continuous area of the first porous sheet 333. However, when the sheets 333, 353 are in the open position, liquid is allowed to pass from the capillary body 27 through the holes 336, 256 of each sheet to the upper surface 337 of the first porous sheet 333.

В варианте осуществления по Фиг. 3A и Фиг. 3B первый пористый лист 333 электрически соединен с источником 41 питания, так что он (лист) может использоваться для нагрева и испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата. Второй пористый лист 333 выполнен из теплоизоляционного материала, поскольку это обеспечивает возможность содействия дополнительной концентрации тепла, генерируемого первым пористым листом, на жидкости, удерживаемой между первым и вторым пористыми листами, в то время как капиллярное тело изолировано от первого пористого листа вторым пористым листом. Таким образом обеспечивается возможность дополнительного снижения мощности, необходимой для испарения образующей аэрозоль жидкости, и, следовательно, возможность снижения передачи тепла жидкости, абсорбированной в капиллярном теле.In the embodiment of FIG. 3A and FIG. 3B, first porous sheet 333 is electrically connected to power source 41 so that it can be used to heat and vaporize a liquid aerosol-forming substrate. The second porous sheet 333 is made of a thermally insulating material as this allows the heat generated by the first porous sheet to be further concentrated on the liquid held between the first and second porous sheets while the capillary body is isolated from the first porous sheet by the second porous sheet. In this way, it is possible to further reduce the power required to vaporize the aerosol-forming liquid and thus to reduce the heat transfer of the liquid absorbed in the capillary body.

На Фиг. 4А и 4В показан нагревательный узел 431 согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Нагревательный узел 431 по Фиг. 4A и 4B схож с нагревательным узлом 331 по Фиг. 3A и 3B в том, что он содержит первый и второй пористые листы 333, 353, которые выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга. Однако нагревательный узел 431 по Фиг. 4A и 4B также содержит третий пористый лист 463, который расположен параллельно между первым и вторым пористыми листами 333, 353.On FIG. 4A and 4B show a heating unit 431 according to a third embodiment of the present invention. Heating unit 431 of FIG. 4A and 4B is similar to the heater assembly 331 of FIG. 3A and 3B in that it includes first and second porous sheets 333, 353 that are movable relative to each other. However, the heating unit 431 of FIG. 4A and 4B also includes a third porous sheet 463 that is positioned parallel between the first and second porous sheets 333, 353.

Третий пористый лист 463 профилирован с образованием множества углублений 464 на его нижней поверхности 465. Углубления 464 выполнены с возможностью удержания жидкого образующего аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Третий пористый лист 463 оснащен множеством отверстий 466, которые расположены по одному в самых глубоких точках соответствующих углублений. Отверстия 466 выполнены с таким размером, что обеспечивается возможность прохождения жидкого образующего аэрозоль субстрата от нижней поверхности 465 третьего пористого листа 463 до внешней поверхности 467 третьего пористого листа 463.The third porous sheet 463 is shaped to form a plurality of recesses 464 on its bottom surface 465. The recesses 464 are configured to retain liquid aerosol-forming substrate by capillary action. The third porous sheet 463 is provided with a plurality of holes 466 which are located one at a time at the deepest points of the respective recesses. Holes 466 are sized to allow liquid aerosol-forming substrate to pass from bottom surface 465 of third porous sheet 463 to outer surface 467 of third porous sheet 463.

Второй и третий пористые листы 353, 463 расположены таким образом, что множество отверстий 356 второго пористого листа 353 смещены в поперечном направлении относительно множества отверстий 466 третьего пористого листа 463. Третий пористый лист 463 и второй пористый лист 353 также выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга между закрытым положением, в котором множество отверстий 356 второго пористого листа 353 закрыто сплошной областью третьего пористого листа 463, и открытым положением, в котором по меньшей мере часть второго и третьего пористых листов 353, 463 разделены промежутком 470. Это может быть лучше всего понято при рассмотрении обеих Фиг. 4A и 4B, на которых показаны закрытое и открытое положения соответственно.The second and third porous sheets 353, 463 are positioned such that the plurality of apertures 356 of the second porous sheet 353 are transversely offset relative to the plurality of apertures 466 of the third porous sheet 463. The third porous sheet 463 and the second porous sheet 353 are also movable relative to each other. between a closed position in which a plurality of apertures 356 of the second porous sheet 353 is covered by a continuous area of the third porous sheet 463, and an open position in which at least a portion of the second and third porous sheets 353, 463 are separated by a gap 470. This can be best understood by considering both Figs. 4A and 4B showing the closed and open positions, respectively.

Как дополнительно показано на Фиг. 4A и 4B, первый пористый лист 333 также выполнен с возможностью перемещения относительно третьего пористого листа 463 в перпендикулярном направлении между: первым положением, в котором по меньшей мере часть первого и третьего пористых листов 333, 463 разделены первым промежутком 480; и вторым положением, в котором первый и третий пористые листы 333, 463 разделены вторым промежутком 490, который меньше, чем первый промежуток 480. Это может быть лучше всего понято при рассмотрении обеих Фиг. 4A и 4B, на которых показаны первый и второй промежутки 480, 490 соответственно.As further shown in FIG. 4A and 4B, the first porous sheet 333 is also movable relative to the third porous sheet 463 in a perpendicular direction between: a first position in which at least a portion of the first and third porous sheets 333, 463 are separated by a first gap 480; and a second position in which the first and third porous sheets 333, 463 are separated by a second gap 490 that is smaller than the first gap 480. This can be best understood by considering both FIGS. 4A and 4B showing first and second spaces 480, 490, respectively.

Несмотря на то, что на Фиг. 4A и 4B показано такое перемещение, которое происходит одновременно с относительным перемещением второго и третьего листов 353, 463 между открытым и закрытым положениями, следует понимать, что первый и третий листы 333, 463 могут перемещаться относительно друг друга независимо от относительного перемещения второго и третьего листов 353, 463. Иначе говоря, первый пористый лист 333 может быть перемещен относительно третьего пористого листа 463 в то время, когда второй и третий пористые листы 353, 463 остаются в закрытом положении.Although in FIG. 4A and 4B show such movement that occurs simultaneously with the relative movement of the second and third sheets 353, 463 between open and closed positions, it should be understood that the first and third sheets 333, 463 can move relative to each other regardless of the relative movement of the second and third sheets. 353, 463. In other words, the first porous sheet 333 can be moved relative to the third porous sheet 463 while the second and third porous sheets 353, 463 remain in the closed position.

Благодаря такой компоновке по Фиг. 4A и 4B, обеспечивается возможность перемещения первого пористого листа 333 в направлении третьего пористого листа 463 во время использования для постепенного нагрева жидкости, удерживаемой между первым и третьим пористыми листами 333, 463. Это обеспечивает возможность повышения эффективности нагрева. Благодаря расположению первого пористого листа 333 с возможностью перемещения между первым и вторым положениями в то время, когда третий пористый лист 463 находится в закрытом положении, обеспечивается возможность нагрева первым пористым листом 333 заданного количества жидкости, захваченной между первым и третьим пористыми листами 333, 463. Помимо повышения эффективности нагрева, это обеспечивает возможность содействия достижению более устойчивых свойств аэрозоля от затяжки к затяжке.Due to this arrangement as shown in FIG. 4A and 4B, the first porous sheet 333 is allowed to move towards the third porous sheet 463 during use to gradually heat the liquid held between the first and third porous sheets 333, 463. This allows the heating efficiency to be improved. By positioning the first porous sheet 333 to move between the first and second positions while the third porous sheet 463 is in the closed position, it is possible for the first porous sheet 333 to heat a predetermined amount of liquid trapped between the first and third porous sheets 333, 463. In addition to improving heating efficiency, this provides the ability to promote more consistent aerosol properties from puff to puff.

Claims

1. A heating assembly for use in an aerosol generating system having a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-forming substrate, said heating assembly comprising:

an electrical heater for heating a liquid aerosol-forming substrate to form an aerosol, and

a capillary body for transferring the liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion of the aerosol-generating system to the electric heater,

moreover, the electric heater is located on the outer surface of the capillary body and contains a heating layer containing a porous sheet of electrically conductive material, and

wherein said porous sheet is embossed to form a plurality of recesses on its bottom surface to retain liquid aerosol-forming substrate by capillary action and a plurality of corresponding raised portions on its outer surface, wherein at least a portion of each of said plurality of recesses is located at a distance from the outer surface of the capillary body in a perpendicular direction.

2. The heating unit according to claim 1, wherein the porous sheet is corrugated.

3. A heating unit according to any one of the preceding claims, wherein the porous sheet has a plurality of holes.

4. The heater according to claim. 3, in which the specified set of holes contains the first group of holes located in the first region of the porous sheet, and the second group of holes located in the second region of the porous sheet, and the average size of the holes of the first group of holes differs from the average size of the holes of the second hole groups.

5. The heating unit according to claim 3 or 4, wherein said plurality of holes are arranged such that each of said plurality of recesses in cross-sectional view has one hole located at or near the deepest point of the recess.

6. A heating unit according to any one of the preceding claims, wherein the porous sheet comprises a capillary porous coating on its lower surface.

7. A heating unit according to any one of the preceding claims, wherein the porous sheet is a first porous sheet, the electric heater also comprising a second porous sheet which is positioned parallel to the first porous sheet between the first porous sheet and the capillary body.

8. The heating unit according to claim 7, in which each of the first and second porous sheets contains a plurality of holes, and the plurality of holes of the first porous sheet are offset in the transverse direction relative to the plurality of holes of the second porous sheet, and the first and second porous sheets are movable relative to each other from a closed position, in which said plurality of openings of one or both of the first and second porous sheets are closed by a solid area of the other of the first and second porous sheets, to an open position, in which at least a part of the first porous sheet and the second porous sheet are separated by a gap .

9. The heating unit according to claim 8, in which the first porous sheet and the second porous sheet are made of different materials having different coefficients of thermal expansion, so that one or both of the first and second porous sheets are configured to automatically deform from the closed position to the open position when heated.

10. The heating unit according to claim 8 or 9, also containing an actuating element for selectively moving one or both of the first and second porous sheets between closed and open positions.

11. Heating unit according to any one of paragraphs. 7-10, wherein the electric heater also includes a third porous sheet that is positioned parallel to and between the first and second porous sheets.

12. The heating unit according to claim 11, in which each of the second and third porous sheets contains a plurality of holes, and the plurality of holes of the second porous sheet are transversely offset relative to the plurality of holes of the third porous sheet, and the third porous sheet is movable from a closed position , in which said plurality of openings of the second porous sheet are closed by a solid area of the third porous sheet, to an open position in which at least part of the second and third porous sheets are located at a distance from each other.

13. The heating unit according to claim 12, in which, when the third porous sheet is in the closed position, the first porous sheet is movable in a perpendicular direction from the first position, in which at least part of the first and third porous sheets are separated by the first gap, to the second a position in which the first and third porous sheets are separated by a second gap that is smaller than the first gap.

14. A cartridge for use in an aerosol-generating system, comprising a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-forming substrate, and a heating assembly according to any one of paragraphs. 1-13.

15. An aerosol generating system, comprising:

aerosol generating device and

cartridge according to item 14,

wherein the cartridge is releasably connected to the aerosol generating device, and the aerosol generating device comprises a power source for the heating unit.