RU2820665C2 - Electrically heated aerosol generating system, and kit for such system - Google Patents
Electrically heated aerosol generating system, and kit for such system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820665C2 RU2820665C2 RU2020128015A RU2020128015A RU2820665C2 RU 2820665 C2 RU2820665 C2 RU 2820665C2 RU 2020128015 A RU2020128015 A RU 2020128015A RU 2020128015 A RU2020128015 A RU 2020128015A RU 2820665 C2 RU2820665 C2 RU 2820665C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cartridge
- aerosol
- aerosol generating
- electrically heated
- generating system
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 126
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 54
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 40
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 40
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 24
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 10
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 6
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 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
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004959 Rilsan Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 235000019504 cigarettes 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
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber 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
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005440 Altuglas® Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 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
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N alumane;iron Chemical compound [AlH3].[Fe] KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 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
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 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
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 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
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 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
- 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
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к электрически нагреваемой системе, генерирующей аэрозоль, а также к набору для электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль. В частности, настоящее изобретение относится к электрически нагреваемому устройству, генерирующему аэрозоль, для использования с расходуемым картриджем, имеющим внутренний канал и содержащим субстрат, формирующий аэрозоль. Настоящее изобретение также относится к расходуемым картриджам для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, к электрически нагреваемой системе, генерирующей аэрозоль, содержащей электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, и расходуемый картридж, и к набору для электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, содержащему электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, и множество расходуемых картриджей.The present invention relates to an electrically heated aerosol generating system, as well as a kit for an electrically heated aerosol generating system. In particular, the present invention relates to an electrically heated aerosol generating device for use with a consumable cartridge having an internal channel and containing an aerosol generating substrate. The present invention also relates to consumable cartridges for use with an aerosol generating device, an electrically heated aerosol generating system comprising an electrically heated aerosol generating device and a consumable cartridge, and a kit for an electrically heated aerosol generating system comprising an electrically heating device. , generating an aerosol, and many consumable cartridges.
Электрически нагреваемые курительные системы, которые являются портативными и активируются путем нагрева субстрата, формирующего аэрозоль, в изделии, генерирующем аэрозоль, или картридже хорошо известны из уровня техники. Например, в документе WO 2009/132793 описана электрически нагреваемая курительная система, содержащая оболочку и сменный мундштук. Оболочка содержит блок электропитания и электрическую схему. Мундштук содержит часть для хранения жидкости и капиллярный фитиль, имеющий первый конец и второй конец. Первый конец фитиля выступает в часть для хранения жидкости для контакта с находящейся в ней жидкостью. Мундштук также содержит нагревательный элемент для нагрева второго конца капиллярного фитиля, выпускное отверстие для воздуха и камеру, образующую аэрозоль, расположенную между вторым концом капиллярного фитиля и выпускным отверстием для воздуха. Фитиль и нагревательный элемент создают нагреватель в сборе, за счет которого нагревается субстрат, формирующий аэрозоль. Нагревательный элемент, как правило, представляет собой катушку проволоки, намотанной вокруг фитиля. Когда оболочка и мундштук соединены друг с другом, нагревательный элемент электрически соединяется с блоком питания через электрическую схему, что определяет путь прохождения потока воздуха от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха до выпускного отверстия для воздуха через камеру, образующую аэрозоль. При использовании жидкость перемещается из части для хранения жидкости по направлению к нагревательному элементу за счет капиллярного действия в фитиле. Жидкость на втором конце капиллярного фитиля испаряется под действием нагревательного элемента. Образующийся перенасыщенный пар смешивается с потоком воздуха и переносится им от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха к камере, образующей аэрозоль. В камере, образующей аэрозоль, пар конденсируется с образованием аэрозоля, который подается через выпускное отверстие для воздуха в рот пользователя.Electrically heated smoking systems that are portable and activated by heating an aerosol-forming substrate in an aerosol-generating article or cartridge are well known in the art. For example, WO 2009/132793 describes an electrically heated smoking system comprising a casing and a replaceable mouthpiece. The shell contains a power supply unit and an electrical circuit. The mouthpiece includes a liquid storage portion and a capillary wick having a first end and a second end. The first end of the wick projects into the liquid storage portion to contact the liquid therein. The mouthpiece also includes a heating element for heating the second end of the capillary wick, an air outlet, and an aerosol generating chamber located between the second end of the capillary wick and the air outlet. The wick and heating element create a heater assembly that heats the substrate to form the aerosol. The heating element is usually a coil of wire wound around a wick. When the sheath and mouthpiece are connected to each other, the heating element is electrically coupled to the power supply through an electrical circuit that defines an air flow path from the at least one air inlet to the air outlet through the aerosol generating chamber. During use, liquid moves from the liquid storage portion toward the heating element by capillary action in the wick. The liquid at the second end of the capillary wick is evaporated by the heating element. The resulting supersaturated vapor is mixed with and carried by the air flow from the at least one air inlet to the aerosol generating chamber. In the aerosol-generating chamber, steam condenses to form an aerosol, which is released through an air outlet into the user's mouth.
Конкретные характеристики нагревателя в сборе являются важными для достижения требуемого эксплуатационного качества. Таким образом, способность качественно и стабильно производить нагреватели в сборе важна для поддержания надежной работы разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Например, в нагревателях в сборе, имеющих нагревательную катушку, эти нагревательные катушки должны производиться с одинаковыми размерами для снижения вариативности изделий. В известных системах производство нагревателя в сборе может потребовать большое количество производственных этапов, некоторые могут потребовать выполнения вручную опытными рабочими, например, когда нагревательную катушку необходимо присоединить к электрическим контактам путем сварки.The specific characteristics of the heater assembly are important to achieve the required performance. Therefore, the ability to produce heater assemblies efficiently and consistently is important to maintaining reliable operation of different aerosol generating systems of the same type. For example, in heater assemblies having a heating coil, the heating coils must be manufactured to uniform dimensions to reduce product variability. In known systems, production of the heater assembly may require a large number of manufacturing steps, some may require manual execution by skilled workers, such as when the heating coil must be connected to electrical contacts by welding.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставляется электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для использования расходуемого картриджа, содержащего часть для хранения, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, причем часть для хранения имеет проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом, проходящий через картридж, при этом устройство содержит: корпус, имеющий полость для размещения по меньшей мере части картриджа; и нагреватель в сборе, расположенный в полости, причем нагреватель в сборе содержит: электропроводящую полую часть стержня, соединенную с корпусом и определяющую проход для потока воздуха, формирующий часть хода для потока воздуха через устройство, при этом полая часть стержня расположена для прохождения в проход с открытым концом картриджа, расположенного в полости, и по меньшей мере один электрический нагреватель, расположенный вдоль полой части стержня, причем электрический нагреватель содержит по меньшей мере один нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, расположенного в полости, при этом полая часть стержня содержит множество отверстий, причем по меньшей мере один нагревательный элемент выполнен за счет одной или более узких областей полой части стержня между смежными отверстиями.According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrically heated aerosol generating device for use of a consumable cartridge comprising a storage portion containing an aerosol-generating substrate, the storage portion having a fluid permeable interior surface surrounding an open-ended passage extending through the cartridge , wherein the device comprises: a housing having a cavity for accommodating at least part of the cartridge; and a heater assembly located in the cavity, the heater assembly comprising: an electrically conductive hollow rod portion coupled to the housing and defining a passage for air flow forming a portion of the stroke for air flow through the device, wherein the hollow rod portion is disposed to pass into the passage with an open end of the cartridge located in the cavity, and at least one electric heater located along the hollow portion of the rod, wherein the electric heater includes at least one heating element for heating the aerosol-forming substrate of the cartridge located in the cavity, the hollow portion of the rod contains a plurality of holes, wherein at least one heating element is formed by one or more narrow regions of the hollow part of the rod between adjacent holes.
Преимущественно, наличие нагревателя в сборе с одним или более неотделимыми электрическими нагревателями может потребовать меньшее количество производственных этапов и обеспечить изготовление нагревателя в сборе на автоматической сборочной линии. Согласно настоящему изобретению это может обеспечить более быстрое и простое изготовление устройства, генерирующего аэрозоль, с большей воспроизводимостью и стабильностью. Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению может быть более простым, надежным и менее затратным, чем устройства, в которых нагреватель в сборе имеет усложненные и потенциально хрупкие соединения. Дополнительно, за счет предоставления электрических нагревателей как части устройства, картриджи для использования с устройством могут быть более простыми, надежными и менее затратными, чем картриджи, которые содержат электрический нагреватель. Соответственно, уменьшение стоимости картриджей, даже если это требует более дорогого устройства, может привести к значительной экономии средств, как для производителей, так и для потребителей.Advantageously, having the heater assembly with one or more integral electrical heaters may require fewer manufacturing steps and allow the heater assembly to be manufactured on an automated assembly line. According to the present invention, this can enable faster and easier fabrication of the aerosol generating device with greater reproducibility and stability. The aerosol generating device of the present invention can be simpler, more reliable and less expensive than devices in which the heater assembly has complex and potentially fragile connections. Additionally, by providing electric heaters as part of the device, cartridges for use with the device can be simpler, more reliable, and less expensive than cartridges that include an electric heater. Accordingly, reducing the cost of cartridges, even if it requires a more expensive device, can lead to significant cost savings for both manufacturers and consumers.
Полая часть стержня имеет внутренний проход для потока воздуха, формирующий часть хода для потока воздуха через устройство. При такой компоновке полая часть стержня может обеспечивать поддержку по меньшей мере одного электрического нагревателя и предоставить канал для потока воздуха. Это обеспечивает компактное устройство и способствует экономичному массовому производству. Наличие прохода для потока воздуха в полой части стержня может позволить свести к минимуму потери тепла из устройства и позволить легко поддерживать такую температуру корпуса устройства, при которой его удобно удерживать пользователем. Более того, субстрат, образующий аэрозоль, испаренный в потоке воздуха, проходящего через полую часть стержня, может начать остывать внутри прохода для потока воздуха для создания аэрозоля, что позволит уменьшить общую длину устройства.The hollow portion of the rod has an internal air flow passage forming part of the stroke for air flow through the device. With this arrangement, the hollow portion of the rod may support at least one electrical heater and provide a passage for air flow. This provides a compact device and facilitates cost-effective mass production. Providing an air flow passage in the hollow portion of the rod may minimize heat loss from the device and allow the body of the device to be easily maintained at a temperature that is comfortable to hold by the user. Moreover, the aerosol generating substrate evaporated in the air flow passing through the hollow portion of the rod may begin to cool within the aerosol generating air flow passage, thereby reducing the overall length of the device.
Отверстия могут быть выполнены в полой части стержня после формирования полой части стержня, например, с помощью пробивания, сверления, фрезерования, вытравливания, электроискровой обработки, резки или лазерной резки. Отверстия могут быть выполнены как единое целое с полой частью стержня во время формирования полой части стержня, например, за счет литья или формовки полой части стержня с отверстиями или за счет формования полой части стержня с отверстиями с помощью осаждения, такого как электроосаждение.Holes may be made in the hollow portion of the rod after forming the hollow portion of the rod, for example, by punching, drilling, milling, etching, electric discharge machining, cutting, or laser cutting. The holes may be formed integrally with the hollow rod portion during formation of the hollow rod portion, for example, by casting or molding the hollow rod portion with holes, or by forming the hollow rod portion with holes by deposition, such as electrodeposition.
В контексте настоящего документа «электрически проводящий» означает образованный из материала, имеющего удельное сопротивление 1×10-4 Ом⋅м или меньше. В контексте настоящего документа «электрически изолирующий» означает образованный из материала, имеющего удельное сопротивление 1×104 Ом⋅м или больше.As used herein, "electrically conductive" means formed from a material having a resistivity of 1×10 -4 ohm.m or less. As used herein, “electrically insulating” means formed from a material having a resistivity of 1×10 4 ohm⋅m or greater.
По меньшей мере один электрический нагреватель может быть расположен на полой части стержня любым подходящим образом. По меньшей мере один электрический нагреватель может быть расположен по окружности полой части стержня. Это может обеспечить более равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, в картридже относительно устройств, в которых по меньшей мере один электрический нагреватель не расположен по окружности полой части стержня. По меньшей мере один электрический нагреватель может непрерывно окружать полую часть стержня. По меньшей мере один электрический нагреватель может с разрывами окружать полую часть стержня в форме множества электрических нагревателей, разнесенных друг от друга в направлении по окружности полой части стержня. В других вариантах осуществления по меньшей мере один электрический нагреватель может проходить вокруг лишь части окружности полой части стержня.The at least one electric heater may be located on the hollow portion of the rod in any suitable manner. At least one electric heater may be located around the circumference of the hollow portion of the rod. This may provide more uniform heating of the aerosol-forming substrate in the cartridge relative to devices in which at least one electrical heater is not located around the circumference of the hollow portion of the rod. At least one electric heater may continuously surround the hollow portion of the rod. At least one electric heater may discontinuously surround the hollow rod portion in the form of a plurality of electric heaters spaced apart from each other in a circumferential direction of the hollow rod portion. In other embodiments, the at least one electrical heater may extend around only part of the circumference of the hollow rod portion.
По меньшей мере один электрический нагреватель может проходить вдоль лишь части длины полой части стержня. Таким образом, по меньшей мере один электрический нагреватель занимает лишь часть длины полой части стержня. По меньшей мере один электрический нагреватель может проходить вдоль по существу всей длины полой части стержня. Такое расположение может обеспечить более равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, в картридже относительно устройств, в которых по меньшей мере один электрический нагреватель проходит вдоль лишь части длины полой части стержня. Это может также позволить устройству нагревать части картриджа, которые не нагревались бы устройствами, в которых по меньшей мере один электрический нагреватель проходит вдоль лишь части длины полой части стержня, позволяя большему количеству субстрата, образующего аэрозоль, испаряться в каждом картридже, уменьшая отходы. По меньшей мере один электрический нагреватель может непрерывно проходить вдоль по существу всей длины полой части стержня. По меньшей мере один электрический нагреватель может прерывисто проходить вдоль по существу всей длины полой части стержня в форме множества электрических нагревателей, разнесенных друг от друга в продольном направлении полой части стержня.The at least one electric heater may extend along only part of the length of the hollow rod portion. Thus, the at least one electric heater occupies only part of the length of the hollow part of the rod. At least one electric heater may extend along substantially the entire length of the hollow rod portion. This arrangement may provide more uniform heating of the aerosol-forming substrate in the cartridge relative to devices in which at least one electrical heater extends along only a portion of the length of the hollow rod portion. This may also allow the device to heat portions of the cartridge that would not be heated by devices in which at least one electrical heater extends along only a portion of the length of the hollow shaft portion, allowing more of the aerosol-forming substrate to evaporate in each cartridge, reducing waste. At least one electric heater may extend continuously along substantially the entire length of the hollow rod portion. At least one electric heater may extend intermittently along substantially the entire length of the hollow rod portion in the form of a plurality of electric heaters spaced apart from each other in the longitudinal direction of the hollow rod portion.
По меньшей мере один электрический нагреватель может окружать полую часть стержня и проходить вдоль по существу всей длины полой части стержня.At least one electrical heater may surround the hollow rod portion and extend along substantially the entire length of the hollow rod portion.
Нагреватель в сборе может содержать единый электрический нагреватель, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, расположенного в полости. Предпочтительно, нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части стержня, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, расположенного в полости.The heater assembly may comprise a single electrical heater comprising at least one heating element for heating the aerosol-forming substrate cartridge located in the cavity. Preferably, the heater assembly includes a plurality of electrical heaters spaced apart from each other along the length of the hollow rod portion to heat the aerosol-forming substrate cartridge located in the cavity.
Предпочтительно, это расположение может обеспечить более равномерный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, в картридже относительно устройств, в которых обеспечивается лишь один электрический нагреватель или в которых обеспечивается множество электрических нагревателей, которые не разнесены вдоль длины полой части стержня. Это также может позволить устройству нагревать части картриджа, которые не нагревались бы устройствами, имеющими лишь единый нагреватель, позволяя большему количеству субстрата, образующего аэрозоль, испаряться в каждом картридже, уменьшая отходы. Дополнительно, при использовании с картриджами, имеющими множество разных субстратов, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно, множество разнесенных в продольном направлении друг от друга электрических нагревателей может обеспечить раздельный нагрев разных субстратов, образующих аэрозоль, для создания аэрозоля с особенно желаемыми свойствами.Advantageously, this arrangement may provide more uniform heating of the aerosol-forming substrate in the cartridge relative to devices that provide only one electrical heater or that provide multiple electrical heaters that are not spaced along the length of the hollow rod portion. This may also allow the device to heat parts of the cartridge that would not be heated by devices with only a single heater, allowing more of the aerosol-forming substrate to evaporate in each cartridge, reducing waste. Additionally, when used with cartridges having a plurality of different aerosol-forming substrates stored separately, a plurality of longitudinally spaced electrical heaters can provide separate heating of the different aerosol-forming substrates to create an aerosol with particularly desired properties.
Если нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части стержня, один или более электрических нагревателей могут быть выровнены в продольном направлении полой части стержня. Например, множество электрических нагревателей может содержать первый ряд электрических нагревателей, выровненных в продольном направлении полой части стержня, и один или более дополнительных рядов электрических нагревателей, выровненных в продольном направлении полой части стержня, причем первый ряд расположен на расстоянии от второго ряда по окружности полой части стержня.If the heater assembly includes a plurality of electrical heaters spaced apart along the length of the hollow rod portion, one or more electrical heaters may be aligned along the longitudinal direction of the hollow rod portion. For example, a plurality of electric heaters may comprise a first row of electric heaters aligned in the longitudinal direction of the hollow rod portion, and one or more additional rows of electric heaters aligned in the longitudinal direction of the hollow rod portion, the first row being spaced from the second row around the circumference of the hollow rod portion. rod.
Если нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части стержня, электрические нагреватели могут быть смещены относительно друг друга по окружности полой части стержня.If the heater assembly includes a plurality of electric heaters spaced apart along the length of the hollow rod portion, the electric heaters may be offset relative to each other along the circumference of the hollow rod portion.
Предпочтительно, множество электрических нагревателей электрически изолированы друг от друга так, что каждый нагреватель может нагреваться независимо. При такой компоновке нагреватель в сборе может обеспечить изменение подачи электропитания для каждого электрического нагревателя, например, согласно тому, какой из электрических нагревателей находится в наилучшем состоянии для генерирования аэрозоля наиболее эффективным способом. Это может позволить свести к минимуму вариации свойств аэрозоля, вызванные вариациями распределения субстрата, образующего аэрозоль, в картридже. Это также может снизить общее потребление энергии устройства за счет обеспечения выборочного извлечения энергии из электрических нагревателей наиболее эффективным способом. За счет электрической изоляции каждого из множеств электрических нагревателей таким образом, что каждое множество может нагреваться независимо, риск повреждения одного или более электрических нагревателей вследствие перегрева может быть снижен за счет выборочного снижения подачи электропитания одному или более электрическим нагревателям.Preferably, the plurality of electric heaters are electrically isolated from each other so that each heater can be heated independently. With such an arrangement, the heater assembly can vary the power supply to each electric heater, for example, according to which of the electric heaters is in the best condition to generate the aerosol in the most efficient manner. This may minimize variations in aerosol properties caused by variations in the distribution of the aerosol-forming substrate within the cartridge. It can also reduce the overall energy consumption of the device by allowing energy to be selectively extracted from the electric heaters in the most efficient manner. By electrically insulating each of the plurality of electrical heaters such that each plurality can be heated independently, the risk of damage to one or more electrical heaters due to overheating can be reduced by selectively reducing power supply to the one or more electrical heaters.
По меньшей мере один электрический нагреватель может быть соединен с блоком электропитания любым подходящим способом. Например, нагреватель в сборе может содержать множество электрических проводников, проходящих вдоль длины полой части стержня, для соединения по меньшей мере электрического нагревателя с блоком электропитания. Множество электрических проводников может содержать множество проволок или множество полосок электропроводящего материала, присоединенных к полой части стержня, например, за счет напыления, печати или ламинирования полой части стержня, например, слоистой фольгой. Затем слоистая фольга может принять форму или быть согнута для создания полой части стержня.The at least one electric heater may be coupled to the power supply in any suitable manner. For example, the heater assembly may include a plurality of electrical conductors extending along the length of the hollow rod portion for connecting at least the electrical heater to the power supply. The plurality of electrical conductors may comprise a plurality of wires or multiple strips of electrically conductive material attached to the hollow rod portion, for example by spraying, printing, or laminating the hollow rod portion, such as with a foil laminate. The laminated foil can then be shaped or bent to create a hollow rod portion.
Предпочтительно, полая часть стержня по меньшей мере частично разделена на множество электроизолированных секций для соединения по меньшей мере одного электрического нагревателя с блоком электропитания, причем электроизолированные секции электрически изолированы друг от друга одним или более изолирующими зазорами, сформированными в полой части стержня. Если нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, предпочтительно полая часть стержня по меньшей мере частично разделена на множество электроизолированных секций для соединения множества электрических нагревателей с блоком электропитания, при этом электроизолированные секции электрически изолированы друг от друга одним или более изолирующими зазорами, сформированными в полой части стержня. Таким образом, по меньшей мере один электрический нагреватель или множество электрических нагревателей и средства для соединения по меньшей мере электрического нагревателя с блоком электропитания неотделимы от полой части стержня. При такой компоновке полая часть стержня может выполнять дополнительную функцию соединения по меньшей мере одного электрического нагревателя с блоком электропитания без необходимости выполнения дополнительных производственных этапов для присоединения дополнительных проводящих компонентов к нагревателю в сборе.Preferably, the hollow rod portion is at least partially divided into a plurality of electrically insulated sections for connecting the at least one electric heater to the power supply, the electrically insulated sections being electrically insulated from each other by one or more insulating gaps formed in the hollow rod portion. If the heater assembly includes a plurality of electrical heaters, preferably the hollow rod portion is at least partially divided into a plurality of electrically insulated sections for connecting the plurality of electrical heaters to the power supply, the electrically insulated sections being electrically insulated from each other by one or more insulating gaps formed in the hollow portion rod. Thus, at least one electric heater or a plurality of electric heaters and means for connecting at least the electric heater to the power supply unit are integral to the hollow rod portion. With such an arrangement, the hollow rod portion can perform the additional function of connecting the at least one electric heater to the power supply without requiring additional manufacturing steps to attach additional conductive components to the heater assembly.
Изолирующими зазорами могут быть воздушные зазоры. Как правило изолирующие зазоры могут быть простым расстоянием между смежными электроизолированными секциями. В других примерах один или более изолирующих зазоров могут быть полностью ил частично заполнены электроизоляционным материалом.The insulating gaps can be air gaps. Typically, insulating clearances can be simply the distance between adjacent electrically insulated sections. In other examples, one or more insulating gaps may be completely or partially filled with electrical insulating material.
Изолирующие зазоры могут быть выполнены в полой части стержня, чтобы по меньшей мере частично разделить полую часть стержня на множество электроизолированных секций после создания полой части стержня, например, за счет пробивания, сверления, фрезерования, вытравливания, электроискровой обработки, резки или лазерной резки. Изолирующие зазоры могут образовывать единое целое с полой частью стержня во время создания полой части стержня, например, за счет литья или формовки полой части стержня с изолирующими зазорами или за счет формования полой части стержня с помощью осаждения, такого как электроосаждение.Insulating gaps may be provided in the hollow portion of the rod to at least partially divide the hollow portion of the rod into a plurality of electrically insulated sections after creating the hollow portion of the rod, for example, by punching, drilling, milling, etching, electric discharge machining, cutting, or laser cutting. The insulating gaps may be integral with the hollow rod portion during the creation of the hollow rod portion, for example, by casting or molding the hollow rod portion with the insulating gaps, or by molding the hollow rod portion using deposition, such as electrodeposition.
Предпочтительно, полая часть стержня имеет прокалывающую поверхность на дальнем конце. Это обеспечивает полой части стержня возможность удобным и простым образом прокалывать конец картриджа, вставленного в полость, например, за счет прокалывания хрупкого уплотнения на конце картриджа во время вставки картриджа. Таким образом, полая часть стержня может выполнять функцию удлиненного прокалывающего элемента. Для упрощения прокалывания картриджа или части картриджа, такой как хрупкое уплотнение, дальний конец полой части стержня, на котором расположена прокалывающая поверхность, предпочтительно имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем область полой части стержня, находящаяся в непосредственной близости с прокалывающей поверхностью. Предпочтительно, площадь поперечного сечения полой части стержня сужается по направлению к коническому кончику на дальнем конце полой части стержня. Площадь поперечного сечения полой части стержня может сужаться по направлению к точке на дальнем конце полой части стержня.Preferably, the hollow shaft portion has a piercing surface at its distal end. This allows the hollow shaft portion to conveniently and easily pierce the end of a cartridge inserted into the cavity, for example by piercing the frangible seal on the end of the cartridge as the cartridge is inserted. Thus, the hollow part of the rod can function as an elongated piercing element. To facilitate piercing of the cartridge or part of the cartridge, such as a frangible seal, the distal end of the hollow shaft portion on which the piercing surface is located preferably has a smaller cross-sectional area than the area of the hollow shaft portion in close proximity to the piercing surface. Preferably, the cross-sectional area of the hollow shaft portion tapers toward a tapered tip at the distal end of the hollow shaft portion. The cross-sectional area of the hollow rod portion may taper toward a point at the distal end of the hollow rod portion.
Нагреватель в сборе может быть создан из нескольких отдельных компонентов, которые скомпонованы вместе для создания нагревателя в сборе. Предпочтительно, нагреватель в сборе представляет собой единый цельный компонент. Предпочтительно, это может потребовать меньшее количество производственных этапов, чем существующие системы, в которых нагреватель в сборе создается из множества отдельных компонентов. Это также может обеспечить изготовление нагревателя в сборе на автоматической сборочной линии, таким образом, такие устройства могут производиться быстрее и с большей воспроизводимостью.The heater assembly may be constructed from several individual components that are assembled together to create the heater assembly. Preferably, the heater assembly is a single integral component. Advantageously, this may require fewer manufacturing steps than existing systems in which the heater assembly is constructed from many individual components. It can also enable the complete heater assembly to be manufactured on an automated assembly line, so such devices can be produced more quickly and with greater repeatability.
Устройство предпочтительно содержит блок электропитания, присоединенный к нагревателю в сборе. Например, блоком питания может быть батарея, такая как литий-железо-фосфатная батарея, или другая форма устройства хранения заряда, такая как конденсатор. Блок питания предпочтительно расположен в корпусе. Блок питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одного или более сеансов курения. Например, блок питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления предварительно заданного количества затяжек или отдельных активаций.The device preferably includes a power supply coupled to the heater assembly. For example, the power supply may be a battery, such as a lithium iron phosphate battery, or another form of charge storage device, such as a capacitor. The power supply is preferably located in the housing. The power pack may need to be recharged and may have a capacity that can store enough energy for one or more smoking sessions. For example, the power supply may have sufficient capacity to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time required to smoke a conventional cigarette, or for a period that is a multiple of six minutes. In another example, the power supply may have sufficient capacity to allow a predetermined number of puffs or individual activations to occur.
Устройства согласно настоящему изобретению могут содержать электрическую схему, соединенную с нагревателем в сборе и источником электропитания. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированнуюThe devices of the present invention may include electrical circuitry coupled to a heater assembly and a power supply. The electrical circuit may contain a microprocessor, which may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or a specialized
интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, выполненную с возможностью осуществления управления. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагреватель в сборе. Питание может подаваться на нагреватель в сборе непрерывно после активации устройства или с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Электрическая схема преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса D или класса Е.integrated circuit (ASIC) or other electronic circuit configured to perform control. The electrical circuit may contain additional electronic components. The electrical circuitry may be configured to regulate the supply of power to the heater assembly. Power may be supplied to the heater assembly continuously after activation of the device or intermittently, such as from puff to puff. The electrical circuit may advantageously comprise a DC-AC converter, which may comprise a Class D or Class E power amplifier.
Устройство может содержать блок электропитания, соединенный с нагревателем в сборе, и электрическую схему, соединенную с блоком питания и нагревателем в сборе.The device may include a power supply connected to the heater assembly and electrical circuitry connected to the power supply and the heater assembly.
Если нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, которые расположены на расстоянии вдоль длины полой части стержня, электрическая схема предпочтительно выполняется с возможностью измерения одного или более электрических параметров множества электрических нагревателей и вычисления оцененного остаточного количества субстрата, образующего аэрозоль, в картридже, расположенном в полости, или предполагаемого распределения субстрата, образующего аэрозоль, в картридже, основанного на измеренных электрических параметрах.If the heater assembly includes a plurality of electrical heaters that are spaced along the length of the hollow rod portion, the electrical circuitry is preferably configured to measure one or more electrical parameters of the plurality of electrical heaters and calculate an estimated residual amount of aerosol-forming substrate in a cartridge located in the cavity , or the expected distribution of the aerosol-forming substrate within the cartridge based on measured electrical parameters.
В контексте настоящего документа термин «электрический параметр» используется для описания электрического свойства, значения или показателя, который может быть определен путем измерения, например, удельного сопротивления, проводимости, импеданса, удельной емкости, силы тока, напряжения и сопротивления.As used herein, the term "electrical parameter" is used to describe an electrical property, value or index that can be determined by measuring, for example, resistivity, conductivity, impedance, specific capacitance, current, voltage and resistance.
Предпочтительно, при такой компоновке электрические нагреватели могут выполнять двойную функцию: нагревание и считывание данных. Это может позволить устройству в любое время определять количество субстрата, образующего аэрозоль, оставшегося в картридже. Исходя из этого, устройство может работать иначе за счет того, что электрическая схема сохраняет желаемые свойства аэрозоля или может информировать пользователя о текущем состоянии субстрата, образующего аэрозоль, чтобы пользователь мог предпринять необходимые действия, такие как замена картриджа или ориентация устройства для избегания негативного воздействия на свойства аэрозоля.Preferably, with this arrangement, the electric heaters can perform the dual function of heating and sensing. This may allow the device to determine at any time the amount of aerosol-forming substrate remaining in the cartridge. Based on this, the device may operate differently by allowing the electrical circuitry to maintain the desired properties of the aerosol or by informing the user of the current state of the aerosol-forming substrate so that the user can take necessary action, such as replacing the cartridge or orienting the device to avoid negative impact on the aerosol. aerosol properties.
В таких вариантах осуществления электрическая схема может быть выполнена с возможностью раздельного измерения одного или более электрических параметров каждого из множеств электрических нагревателей и вычисления оцененного остаточного количества или предполагаемого распределения, или как оцененного остаточного количества, так и предполагаемого распределения, основанного на различиях в измерении электрических параметров в двух или более множествах электрических нагревателей.In such embodiments, the electrical circuitry may be configured to separately measure one or more electrical parameters of each of the plurality of electrical heaters and calculate an estimated residual amount or estimated distribution, or both the estimated residual amount and estimated distribution, based on the differences in the electrical parameter measurements in two or more sets of electric heaters.
Если устройство содержит блок питания, присоединенный к нагревателю в сборе, и электрическую схему, соединенную с блоком питания и нагревателем в сборе, устройство предпочтительно дополнительно содержит пользовательский индикатор,If the device includes a power supply coupled to the heater assembly and electrical circuitry coupled to the power supply and heater assembly, the device preferably further includes a user indicator,
присоединенный к блоку питания. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью управления пользовательским индикатором в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение. Пользовательский индикатор может иметь любую подходящую конфигурацию, например, пользовательский индикатор может представлять собой дисплей, звуковой вывод, тактильный вывод или их комбинацию. Это может позволить устройству передавать информацию пользователю об оцененном остаточном количестве или предполагаемом распределении, или и том, и другом, жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже.connected to the power supply. The electrical circuitry may be configured to control a custom indicator in response to an estimated residual amount or estimated distribution. The user indicator may have any suitable configuration, for example, the user indicator may be a display, an audio output, a tactile output, or a combination thereof. This may allow the device to communicate information to the user about the estimated residual amount or expected distribution, or both, of the liquid aerosol-forming substrate in the cartridge.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью управления пользовательским индикатором, когда оцененное остаточное количество падает ниже порогового значения, для оповещения пользователя и предложения заменить картридж. Схема управления также может быть выполнена с возможностью управления пользовательским индикатором, когда предполагаемое распределение означает, что устройство слишком долго держалось под определенным углом так, что пользователь оповещается о необходимости смены положения устройства, по меньшей мере временно, чтобы субстрат, образующий аэрозоль, мог перераспределиться в части для хранения.The electrical circuitry may be configured to control a user indicator when the estimated residual quantity falls below a threshold to alert the user and prompt the cartridge to be replaced. The control circuitry may also be configured to control a user indicator when the expected distribution means that the device has been held at a certain angle for too long so that the user is alerted to change the position of the device, at least temporarily, so that the aerosol-forming substrate can be redistributed into storage parts.
Схема управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя об оцененном остаточном количестве или предполагаемом распределении посредством линии связи с посторонним устройством, таким как смартфон, смарт-часы, планшет, стационарный компьютер или подобным устройством.The control circuitry may be configured to notify a user of the estimated residual amount or estimated distribution via a communication link with a third-party device, such as a smartphone, smart watch, tablet, desktop computer, or similar device.
Если устройство содержит электрическую схему,If the device contains an electrical circuit,
присоединенную к источнику питания и выполненную с возможностью измерения одного или более электрических параметров множества электрических нагревателей и вычисления оцененного остаточного количества или предполагаемого распределения, электрическая схема может быть дополнительно выполнена с возможностью управления подачей электропитания одному или более множествам электрических нагревателей по-отдельности в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение.coupled to a power source and configured to measure one or more electrical parameters of the plurality of electrical heaters and calculate an estimated residual amount or estimated distribution, the electrical circuitry may be further configured to control the supply of electrical power to the one or more plurality of electrical heaters individually in response to the estimated residual quantity or estimated distribution.
Предпочтительно, это может позволить устройству определять, какой из электрических нагревателей находится в наилучшем состоянии для генерирования аэрозоля наиболее эффективным способом и соответствующим образом изменять подачу электропитания. Это может позволить свести к минимуму вариации свойств аэрозоля, вызванные вариациями распределения субстрата, образующего аэрозоль, в картридже. Это также может снизить общее потребление энергии устройства за счет обеспечения выборочного извлечения энергии из электрических нагревателей наиболее эффективным способом. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью увеличения подачи электропитания одному или более множествам электрических нагревателей в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение.Advantageously, this may allow the device to determine which of the electrical heaters is in the best state to generate the aerosol in the most efficient manner and change the power supply accordingly. This may minimize variations in aerosol properties caused by variations in the distribution of the aerosol-forming substrate within the cartridge. It can also reduce the overall energy consumption of the device by allowing energy to be selectively extracted from the electric heaters in the most efficient manner. The electrical circuitry may be configured to increase power supply to one or more pluralities of electrical heaters in response to an estimated residual amount or estimated distribution.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью уменьшения подачи электропитания одному или более множествам электрических нагревателей в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение.The electrical circuit may be configured to reduce power supply to one or more plurality of electrical heaters in response to an estimated residual amount or estimated distribution.
Предпочтительно, это может обеспечить выборочное снижение потребления энергии одним или более электрическими нагревателями, например, если оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение показывают, что определенный электрический нагреватель расположен ненадлежащим образом для генерирования аэрозоля. Это также может снизить риск повреждения электрических нагревателей вследствие перегрева, например, если при использовании жидкого субстрата, образующего аэрозоль, электрические параметры показывают, что один или более электрических нагревателей являются сухими или частично сухими.Advantageously, this may provide a selective reduction in the energy consumption of one or more electric heaters, for example, if the estimated residual quantity or estimated distribution indicates that a particular electric heater is not positioned appropriately for aerosol generation. This may also reduce the risk of damage to electric heaters due to overheating, for example, if, when using a liquid aerosol-forming substrate, electrical parameters indicate that one or more electric heaters are dry or partially dry.
Электрическая схема может быть выполнена с возможностью уменьшения или увеличения подачи электропитания одному или более множествам электрических нагревателей в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью уменьшения подачи электропитания одному или более множествам электрических нагревателей, в то же время увеличивая подачу электропитания другим одному или более множествам электрических нагревателей, в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение.The electrical circuit may be configured to decrease or increase the power supply to one or more plurality of electrical heaters in response to an estimated residual amount or estimated distribution. The electrical circuit may be configured to reduce power supply to one or more pluralities of electrical heaters while increasing power supply to another one or more pluralities of electrical heaters, in response to an estimated residual amount or estimated distribution.
В контексте настоящего документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с изделием, генерирующим аэрозоль, таким как расходуемый картридж, для генерирования аэрозоля.As used herein, the term “aerosol generating device” refers to a device that interacts with an aerosol generating article, such as a consumable cartridge, to generate an aerosol.
Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр, составляющий от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.Preferably, the aerosol generating device is portable. The aerosol-generating device may be comparable in size to a conventional cigar or cigarette. The aerosol generating device may have an overall length of from about 30 mm to about 150 mm. The aerosol generating device may have an outer diameter ranging from about 5 mm to about 30 mm.
Нагреватель в сборе может быть соединен с корпусом устройства или быть неотделимым от него. В других вариантах осуществления нагреватель в сборе может быть прикреплен к корпусу с возможностью отсоединения. Это может обеспечить по меньшей мере частичное отсоединение нагревателя в сборе от устройства, например, для технического обслуживания, чистки или замены нагревателя в сборе. Нагреватель в сборе может быть соединен с корпусом с возможностью отсоединения за счет одного или более электрических и механических соединительных средств.The heater assembly can be connected to the device body or be inseparable from it. In other embodiments, the heater assembly may be removably attached to the housing. This may allow the heater assembly to be at least partially detached from the device, for example, for maintenance, cleaning, or replacement of the heater assembly. The heater assembly may be removably coupled to the housing by one or more electrical and mechanical connecting means.
Нагреватель в сборе содержит один или более электрических нагревателей. Например, нагреватель в сборе может содержать один, два, три, четыре, пять, шесть или более электрических нагревателя, расположенных в полой части стержня. Если нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, электрические нагреватели могут быть разнесены по длине полой части стержня. Каждый электрический нагреватель содержит по меньшей мере один нагревательный элемент. Каждый электрический нагреватель может содержать более одного нагревательного элемента, например, два, три, четыре, пять, шесть или более нагревательных элементов. Нагревательный элемент или нагревательные элементы могут быть расположены надлежащим образом для наиболее эффективного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, вставленного в полость основного корпуса.The heater assembly contains one or more electrical heaters. For example, the heater assembly may include one, two, three, four, five, six or more electric heaters located in the hollow portion of the rod. If the heater assembly contains a plurality of electric heaters, the electric heaters may be spaced along the length of the hollow rod portion. Each electric heater contains at least one heating element. Each electric heater may contain more than one heating element, such as two, three, four, five, six or more heating elements. The heating element or heating elements may be suitably positioned to most effectively heat the aerosol-forming substrate cartridge inserted into the cavity of the main body.
Нагревательные элементы предпочтительно имеют диаметр, составляющий от 0,10 до 0,15 мм, предпочтительно приблизительно 0,125 мм. Полая часть стержня предпочтительно выполнена из электрорезистивного материала, такого как нержавеющая сталь 904 или 301. Примеры других подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры других подходящих сплавов металлов включают 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 и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо.The heating elements preferably have a diameter of from 0.10 to 0.15 mm, preferably about 0.125 mm. The hollow portion of the rod is preferably made of an electrically resistive material such as 904 or 301 stainless steel. Examples of other suitable metals include titanium, zirconium, tantalum and platinum group metals. Examples of other suitable metal alloys include 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®, iron-aluminum alloys and iron-manganese-aluminium alloys. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Denver, Colorado.
По меньшей мере один нагревательный элемент может функционировать за счет резистивного нагрева. Иными словами, материал и размеры нагревательного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы при прохождении определенного тока через нагревательный элемент температура нагревательного элемента повышалась до желаемой температуры. Ток через нагревательный элемент может подаваться от батареи за счет проводимости или он может быть индуцирован в нагревательном элементе путем приложения переменного магнитного поля по окружности нагревательного элемента.The at least one heating element may operate by resistive heating. In other words, the material and dimensions of the heating element can be selected so that when a certain current passes through the heating element, the temperature of the heating element increases to the desired temperature. Current through the heating element may be supplied from the battery by conduction, or it may be induced in the heating element by applying an alternating magnetic field around the circumference of the heating element.
В устройствах согласно настоящему изобретению по меньшей мере один нагревательный элемент каждого электрического нагревателя выполнен из одной или более узких областей полой части стержня между смежными отверстиями в полой части стержня. Отверстия предпочтительно имеют ширину, составляющую от приблизительно 10 микрон до приблизительно 100 микрон, предпочтительно от приблизительно 10 микрон до приблизительно 60 микрон. Предпочтительно, отверстия создают капиллярное действие, так что при использовании материал, например, жидкость, подлежащая испарению, втягивается в отверстия, увеличивая площадь контакта между электрическим нагревателем и жидкостью. В контексте настоящего документа термин «длина отверстия» относится к размеру отверстия в продольном направлении. То есть, в направлении его максимального размера. Термин «ширина отверстия» относится к размеру отверстия в направлении, поперечном его длине.In the devices of the present invention, at least one heating element of each electric heater is made of one or more narrow regions of the hollow rod portion between adjacent holes in the hollow rod portion. The holes preferably have a width ranging from about 10 microns to about 100 microns, preferably from about 10 microns to about 60 microns. Preferably, the holes create capillary action so that when in use, the material, eg liquid, to be evaporated is drawn into the holes, increasing the contact area between the electric heater and the liquid. As used herein, the term "hole length" refers to the size of the hole in the longitudinal direction. That is, in the direction of its maximum size. The term "hole width" refers to the size of the hole in a direction transverse to its length.
Полая часть стержня может быть выполнена из единого трубчатого корпуса. В некоторых вариантах осуществления полая часть стержня может быть выполнена из первой и второй полых частей стержня, присоединенных к корпусу, которые проходят вдоль одной продольной оси и встречаются в месте соединения. В таких вариантах осуществления корпус может содержать основной корпус, в котором формируется полость, и закрывающий корпус, выполненный с возможностью вхождения в контакт с основным корпусом для закрывания полости, при этом первая полая часть стержня присоединена к основному корпусу, а вторая полая часть стержня присоединена к закрывающему корпусу. Закрывающий корпус может выполнять функцию обычной крышки для закрытия полости. Предпочтительно, закрывающий корпус формирует мундштучную часть, с помощью которой воздух может быть втянут через ход для потока воздуха устройства, генерирующего аэрозоль.The hollow part of the rod can be made of a single tubular body. In some embodiments, the hollow rod portion may be made of first and second hollow rod portions attached to a body that extend along a single longitudinal axis and meet at a junction. In such embodiments, the body may comprise a main body in which a cavity is formed, and a cover body configured to engage the main body to close the cavity, the first hollow rod portion being coupled to the main body and the second hollow rod part being coupled to the main body. closing body. The closure body may function as a conventional lid to close the cavity. Preferably, the closure body forms a mouthpiece portion with which air can be drawn through the air flow passage of the aerosol generating device.
Первая и вторая полые части стержня могут иметь первую и вторую прокалывающие поверхности на их соответствующих дальних концах. Это может обеспечить первой и второй полым частям стержня возможность удобным и простым образом прокалывать конец картриджа, вставленного в полость, например, за счет прокалывания хрупких уплотнений на обоих концах картриджа при вставке картриджа. Таким образом, полая часть стержня может выполнять функцию удлиненного прокалывающего элемента. Для упрощения прокалывания картриджа или части картриджа, такой как хрупкое уплотнение, дальние концы первой и второй полых частей стержня, на которых расположены прокалывающие поверхности, предпочтительно имеют меньшую площадь поперечного сечения, чем область соответствующей полой части стержня, находящейся в непосредственной близости с прокалывающей поверхностью. В особенно предпочтительном варианте осуществления площадь поперечного сечения каждой полой части стержня сужается по направлению к коническому кончику на ее дальнем конце. Площадь поперечного сечения каждой полой части стержня может сужаться по направлению к точке на ее дальнем конце.The first and second hollow shaft portions may have first and second piercing surfaces at their respective distal ends. This may enable the first and second hollow shaft portions to conveniently and easily pierce the end of a cartridge inserted into the cavity, for example by piercing the frangible seals at both ends of the cartridge when the cartridge is inserted. Thus, the hollow part of the rod can function as an elongated piercing element. To facilitate piercing of the cartridge or cartridge portion, such as a frangible seal, the distal ends of the first and second hollow shaft portions on which the piercing surfaces are located preferably have a smaller cross-sectional area than the area of the corresponding hollow shaft portion in close proximity to the piercing surface. In a particularly preferred embodiment, the cross-sectional area of each hollow shaft portion tapers towards a tapered tip at its distal end. The cross-sectional area of each hollow part of the rod may taper towards a point at its distal end.
Предпочтительно, наличие полой части стержня, состоящей из двух частей, с прокалывающими поверхностями может способствовать более легкому прокалыванию пользователем уплотнений на обоих концах картриджа. Хотя и не желая ограничиваться теорией, полагают, что прокалывание уплотнений по направлению к центру картриджа предотвращает сдвиг уплотнений в полых частях стержня, а усилия, прикладываемые первой и второй прокалывающими поверхностями, возрастают, что обеспечивает более легкое прокалывание уплотнений.Preferably, having a two-piece hollow shaft portion with piercing surfaces can make it easier for the user to pierce the seals on both ends of the cartridge. While not wishing to be bound by theory, it is believed that piercing the seals toward the center of the cartridge prevents the seals from moving in the hollow portions of the rod, and the forces applied by the first and second piercing surfaces are increased, allowing the seals to be pierced more easily.
Если первая и вторая полые части стержня имеют размер, который позволяет им встретиться в месте соединения, дальние концы первой и второй полых частей стержня предпочтительно имеют единую форму так, что уплотнение формируется вокруг места соединения. При такой компоновке, поток воздуха может быть значительно ограничен внутренним проходом для потока воздуха через удлиненный прокалывающий узел, чем прохождением в часть для хранения картриджа, таким образом способствуя доставке однородного аэрозоля. Дальние концы первой и второй полых частей стержня могут иметь любую подходящую единую прокалывающую форму. Предпочтительно, дальний конец одной из первой и второй полых частей стержня имеет сужающуюся внутрь наружную поверхность, а дальний конец другой из первой и второй полых частей стержня имеет расширяющуюся наружу внутреннюю поверхность, при этом внутренняя и внешняя поверхности имеют такую форму, что сужающаяся внутрь наружная поверхность помещается внутри расширяющейся наружу внутренней поверхности для формирования уплотнения, когда закрывающий корпус входит в контакт с основным корпусом. Это может обеспечить легкую состыковку первой и второй полых частей стержня. Например, дальний конец первой полой части стержня может иметь сужающуюся внутрь наружную поверхность, а дальний конец второй полой части стержня может иметь расширяющуюся наружу внутреннюю поверхность, при этом внутренняя и внешняя поверхности имеют такую форму, что сужающаяся внутрь наружная поверхность помещается внутри расширяющейся наружу внутренней поверхности для формирования уплотнения, когда закрывающий корпус входит в контакт с основным корпусом.If the first and second hollow rod portions are sized to meet at the junction, the distal ends of the first and second hollow rod portions are preferably uniformly shaped such that a seal is formed around the junction. With such an arrangement, the air flow can be significantly limited by the internal air flow passage through the elongated piercing assembly rather than by the cartridge storage portion, thereby facilitating delivery of a uniform aerosol. The distal ends of the first and second hollow shaft portions may have any suitable uniform piercing shape. Preferably, the distal end of one of the first and second hollow portions of the rod has an inwardly tapering outer surface, and the distal end of the other of the first and second hollow portions of the rod has an outwardly expanding inner surface, wherein the inner and outer surfaces are shaped such that the inwardly tapering outer surface is placed within the outwardly expanding inner surface to form a seal when the closure body comes into contact with the main body. This can enable easy mating of the first and second hollow rod portions. For example, the distal end of the first hollow rod portion may have an inwardly tapering outer surface, and the distal end of the second hollow rod portion may have an outwardly flaring inner surface, wherein the inner and outer surfaces are shaped such that the inwardly tapering outer surface fits within the outwardly flaring inner surface. to form a seal when the closing body comes into contact with the main body.
Корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают в себя металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.The body can be elongated. 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 such materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industries, for example polypropylene, polyetheretherketone (PEEK) and polyethylene. Preferably, the material is light and non-fragile.
Корпус может содержать мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю. В контексте настоящего документа термин «мундштук» относится к части устройства, генерирующего аэрозоль, которое помещается в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, сгенерированного устройством, генерирующим аэрозоль, из изделия, генерирующего аэрозоль, расположенного в полости корпуса.The body may include a mouthpiece. The mouthpiece may include at least one air inlet and at least one air outlet. The mouthpiece may contain more than one air inlet. The one or more air inlets may reduce the temperature of the aerosol before delivery to the user and may reduce the concentration of the aerosol before delivery to the user. As used herein, the term “mouthpiece” refers to a portion of an aerosol-generating device that is placed in the mouth of a user to directly inhale the aerosol generated by the aerosol-generating device from an aerosol-generating article located in a housing cavity.
Согласно второму аспекту изобретения предоставляется электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления и расходуемый картридж, имеющий часть для хранения, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, при этом часть для хранения имеет проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом, проходящий через картридж.According to a second aspect of the invention, there is provided an electrically heated aerosol generating system comprising an aerosol generating device according to any of the above-described embodiments and a consumable cartridge having a storage portion containing an aerosol generating substrate, wherein the storage portion has a fluid permeable interior a surface surrounding an open-ended passage through the cartridge.
В контексте настоящего документа термин «поверхность, проницаемая по отношению к текучей среде» относится к поверхности, которая позволяет жидкости или газу проникать через нее. Внутренняя поверхность может иметь множество выполненных в ней отверстий для обеспечения проникновения через них текучей среды.As used herein, the term “fluid permeable surface” refers to a surface that allows a liquid or gas to pass through it. The inner surface may have a plurality of holes provided therein to allow fluid to pass through.
Система содержит расходуемый картридж. Расходуемый картридж может быть присоединен к устройству, генерирующему аэрозоль, с возможностью съема. В контексте настоящего документа термин «соединен с возможностью съема» означает, что обеспечивается возможность взаимного соединения и разъединения картриджа и устройства без существенного повреждения либо устройства, либо картриджа. Картридж может быть снят с устройства, генерирующего аэрозоль, при израсходовании субстрата, образующего аэрозоль.The system contains a consumable cartridge. The consumable cartridge may be removably attached to the aerosol generating device. As used herein, the term “removably coupled” means that the cartridge and the device can be interconnected and disconnected without causing significant damage to either the device or the cartridge. The cartridge may be removed from the aerosol generating device when the aerosol generating substrate is used up.
Картридж может быть одноразовым. Картридж может быть многоразовым. Картридж может быть выполнен с возможностью повторной заправки субстратом, образующим аэрозоль. Картридж может быть заменен в устройстве, генерирующем аэрозоль.The cartridge can be disposable. The cartridge can be reusable. The cartridge may be configured to be refilled with an aerosol-forming substrate. The cartridge can be replaced in the aerosol generating device.
Система, генерирующая аэрозоль, может содержать камеру, образующую аэрозоль, в которой из перенасыщенного пара образуется аэрозоль, перемещаемый далее в рот пользователя. Впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха и камера предпочтительно расположены таким образом, чтобы образовать путь прохождения потока воздуха от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха через камеру, образующую аэрозоль, с целью транспортировки аэрозоля к выпускному отверстию для воздуха и в рот пользователя. Камера, образующая аэрозоль, может определяться одним из или обоими картриджем и устройством, генерирующим аэрозоль.The aerosol generating system may include an aerosol generating chamber in which the supersaturated vapor is formed into an aerosol that is then transferred to the user's mouth. The air inlet, the air outlet and the chamber are preferably arranged to define an air flow path from the air inlet to the air outlet through the aerosol generating chamber to transport the aerosol to the air outlet and into the mouth user. The aerosol generating chamber may be defined by one or both of the cartridge and the aerosol generating device.
В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут быть высвобождены путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, в целях удобства может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль, такой как картридж или курительное изделие.As used herein, the term “aerosol-forming substrate” refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds can be released by heating the substrate to form an aerosol. The aerosol-forming substrate may conveniently be part of an aerosol-generating article, such as a cartridge or smoking article.
Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно представляет собой жидкость, образующую аэрозоль. В контексте настоящего документа термины «жидкость, образующая аэрозоль» и «жидкий субстрат, образующий аэрозоль» взаимозаменяемы. Часть для хранения предпочтительно содержит капиллярный фитиль, формирующий часть или всю внутреннюю поверхность, для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения к нагревателю в сборе.The aerosol-forming substrate is preferably an aerosol-forming liquid. As used herein, the terms “aerosol-forming liquid” and “aerosol-forming liquid substrate” are used interchangeably. The storage portion preferably includes a capillary wick forming part or all of the inner surface for moving the aerosol-forming liquid substrate from the storage portion to the heater assembly.
Часть для хранения может содержать один субстрат, образующий аэрозоль. Часть для хранения может содержать два или более субстратов, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно. Например, часть для хранения может содержать три субстрата, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно, четыре субстрата, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно, пять субстратов, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно, или шесть или более субстратов, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно. Если часть для хранения содержит два или более субстратов, образующих аэрозоль, хранящихся отдельно, нагреватель в сборе предпочтительно содержит множество электрических нагревателей, разнесенных по длине удлиненного прокалывающего узла, при этом множество электрических нагревателей содержит по меньшей мере один электрический нагреватель для каждого из субстратов, образующих аэрозоль, причем каждый из электрических нагревателей выполнен с возможностью нагревать соответствующий ему субстрат, образующий аэрозоль. Это может обеспечить независимый нагрев субстрата, образующего аэрозоль.The storage portion may contain one aerosol-forming substrate. The storage portion may contain two or more aerosol-forming substrates stored separately. For example, the storage portion may contain three aerosol-forming substrates stored separately, four aerosol-forming substrates stored separately, five aerosol-forming substrates stored separately, or six or more aerosol-forming substrates stored separately. If the storage portion contains two or more aerosol-forming substrates stored separately, the heater assembly preferably includes a plurality of electrical heaters spaced along the length of the elongated piercing assembly, the plurality of electrical heaters including at least one electrical heater for each of the aerosol-forming substrates. an aerosol, and each of the electric heaters is configured to heat its corresponding aerosol-forming substrate. This can provide independent heating of the aerosol-forming substrate.
Часть для хранения расходуемого картриджа может содержать первый и второй субстраты, образующие аэрозоль, хранящиеся отдельно; нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, разнесенных по длине удлиненного прокалывающего узла, при этом множество электрических нагревателей содержит первый электрический нагреватель для нагревания первого субстрата, образующего аэрозоль, для создания первого аэрозоля, и второй электрический нагреватель для нагревания второго субстрата, образующего аэрозоль, для создания второго аэрозоля.The storage portion of the consumable cartridge may include first and second aerosol-forming substrates stored separately; The heater assembly includes a plurality of electrical heaters spaced along the length of the elongated piercing assembly, the plurality of electrical heaters comprising a first electrical heater for heating a first aerosol-forming substrate to create a first aerosol, and a second electrical heater for heating a second aerosol-forming substrate to creating a second aerosol.
В системе, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению часть для хранения предпочтительно является сжимаемой, и диаметр прохода с открытым концом, проходящего через картридж, меньше наружного диаметра полой части стержня. При такой компоновке, часть для хранения может сжиматься в радиальном направлении нагревателем в сборе для обеспечения плотной посадки между картриджем и полой частью стержня. Это может улучшить контакт между электрическим нагревателем и субстратом, образующим аэрозоль, в части для хранения для обеспечения стабильных свойств аэрозоля. Это также может ограничить или устранить поток воздуха между картриджем и наружной стороной полой части стержня, таким образом способствуя доставке однородного аэрозоля.In the aerosol generating system according to the present invention, the storage portion is preferably compressible, and the diameter of the open-ended passage passing through the cartridge is smaller than the outer diameter of the hollow rod portion. With this arrangement, the storage portion may be compressed radially by the heater assembly to provide a tight fit between the cartridge and the hollow rod portion. This can improve the contact between the electric heater and the aerosol-forming substrate in the storage portion to ensure stable aerosol properties. It may also restrict or eliminate air flow between the cartridge and the outside of the hollow shaft portion, thereby facilitating delivery of a uniform aerosol.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкость, образующую аэрозоль.Preferably, the aerosol-forming substrate is an aerosol-forming liquid.
Если субстрат, образующий аэрозоль, является жидкостью, образующей аэрозоль, часть для хранения предпочтительно содержит капиллярный фитиль для транспортировки жидкости, образующей аэрозоль, к нагревателю в сборе, при этом капиллярный фитиль формирует всю внутреннюю поверхность или ее часть.If the aerosol-forming substrate is an aerosol-forming liquid, the storage portion preferably includes a capillary wick for transporting the aerosol-forming liquid to the heater assembly, wherein the capillary wick forms all or part of the inner surface.
Расположенный выше по потоку и расположенный ниже по потоку концы картриджа могут быть покрыты хрупкими уплотнениями. Картридж может дополнительно содержать уплотнительное кольцо на одном из или обоих расположенном выше по потоку и расположенном ниже по потоку концах прохода с открытым концом.The upstream and downstream ends of the cartridge may be coated with frangible seals. The cartridge may further include an O-ring at one or both of the upstream and downstream ends of the open-end passage.
Картридж может содержать первое герметичное отделение, содержащее первый субстрат, образующий аэрозоль, и второе герметичное отделение, содержащее второй субстрат, образующий аэрозоль. Первое отделение и второе отделение предпочтительно расположены последовательно от расположенного выше по потоку конца до расположенного ниже по потоку конца картриджа. То есть, второе отделение расположено ниже по потоку от первого отделения. Предпочтительно, как первое отделение, так и второе отделение содержат хрупкую перегородку на каждом конце. Предпочтительно, каждая хрупкая перегородка изготовлена из металлической пленки и, более предпочтительно, из алюминиевой пленки. Первое отделение и второе отделение картриджа могут примыкать друг к другу. Первое отделение и второе отделение могут быть разнесены друг от друга. Объем первого отделения и второго отделения может быть одинаковым или разным. Предпочтительно, объем второго отделения больше объема первого отделения.The cartridge may include a first sealed compartment containing a first aerosol-forming substrate and a second sealed compartment containing a second aerosol-forming substrate. The first compartment and the second compartment are preferably arranged in series from an upstream end to a downstream end of the cartridge. That is, the second compartment is located downstream of the first compartment. Preferably, both the first compartment and the second compartment comprise a frangible partition at each end. Preferably, each frangible partition is made of a metal film and, more preferably, an aluminum film. The first compartment and the second cartridge compartment may be adjacent to each other. The first compartment and the second compartment may be spaced apart from each other. The volume of the first compartment and the second compartment may be the same or different. Preferably, the volume of the second compartment is larger than the volume of the first compartment.
Часть для хранения может создавать кольцевое пространство, окружающее внутренний проход с открытым концом. Картридж может иметь в целом цилиндрическую форму и может иметь любое желаемое поперечное сечение, такое как круглое, шестиугольное, восьмиугольное или десятиугольное. Часть для хранения может содержать трубчатый пористый элемент, в который поглощается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Часть для хранения предпочтительно содержит капиллярный фитиль и капиллярный материал, содержащий жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Капиллярный фитиль может определять внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом. Капиллярным материалом является материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал предпочтительно может быть ориентирован в часть для хранения для передачи жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в проход с открытым концом. Капиллярный материал может иметь волокнистую структуру. Капиллярный материал может иметь губчатую структуру. Капиллярный материал может содержать пучок капилляров. Капиллярный материал может содержать множество волокон. Капиллярный материал может содержать множество нитей. Капиллярный материал может содержать трубки с узким каналом. Капиллярный материал может содержать комбинацию волокон, нитей и трубок с узкими каналами. Волокна, нити и трубки с узкими каналами в целом могут быть выровнены для транспортировки жидкости к электрическому нагревателю. Капиллярный материал может содержать губкообразный материал. Капиллярный материал может содержать пенообразный материал. Структура капиллярного материала может образовывать множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может быть транспортирована за счет капиллярного действия.The storage portion may create an annular space surrounding an internal passage with an open end. The cartridge may have a generally cylindrical shape and may have any desired cross-section, such as circular, hexagonal, octagonal or decagonal. The storage portion may comprise a tubular porous member into which the liquid substrate is absorbed to form an aerosol. The storage portion preferably comprises a capillary wick and a capillary material containing an aerosol-forming liquid substrate. The capillary wick may define an internal surface surrounding the open-ended passage. A capillary material is a material that actively transports liquid from one end of the material to the other. The capillary material may preferably be oriented into the storage portion to transfer the aerosol-forming liquid substrate into the open-ended passage. The capillary material may have a fibrous structure. The capillary material may have a spongy structure. The capillary material may comprise a bundle of capillaries. The capillary material may contain a plurality of fibers. The capillary material may contain multiple filaments. The capillary material may comprise tubes with a narrow channel. The capillary material may contain a combination of fibers, filaments and tubes with narrow channels. Fibers, filaments and tubes with narrow channels can generally be aligned to transport fluid to an electric heater. The capillary material may comprise sponge-like material. The capillary material may comprise a foam-like material. The structure of the capillary material may form many small channels or tubes through which liquid can be transported by capillary action.
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 пластиковый материал, волокнистый материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или склеенные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может быть изготовлен из полимерного соединения, включая полимеры для использования в медицине, такие как медицинский полимерный полиметилметакрилат (PMMA) ALTUGLAS®, стирол-бутадиеновый сополимер (SBC) K-Resin® компании Chevron Phillips, полимеры с особыми характеристиками Pebax®, Rilsan®, and Rilsan® Clear компании Arkema, полиэтилен низкой плотности (LDPE) DOW (Health+™), DOW™ LDPE 91003, DOW™ LDPE 91020 (MFI 2.0; плотность 923), полипропилен (PP) PP1013H1, PP1014H1 и PP9074MED компании ExxonMobil™, поликарбонат (PC) 2060-SERIES компании Trinseo CALIBRE™. Капиллярный материал может быть выполнен из металлического сплава, например, сплавов алюминия или нержавеющей стали для использования в медицине. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярный материал за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки субстрата, образующего аэрозоль, к распылителю.The capillary material may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, ceramic or graphite based materials in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fibrous 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 capillary material can be made from a polymer compound, including medical grade polymers such as ALTUGLAS® medical grade polymer polymethyl methacrylate (PMMA), Chevron Phillips K-Resin® styrene-butadiene copolymer (SBC), Pebax® specialty polymers, Rilsan ®, and Arkema's Rilsan® Clear, DOW Low Density Polyethylene (LDPE) (Health+™), DOW™ LDPE 91003, DOW™ LDPE 91020 (MFI 2.0; 923 density), ExxonMobil™ Polypropylene (PP) PP1013H1, PP1014H1 and PP9074MED , polycarbonate (PC) 2060-SERIES from Trinseo CALIBRE™. The capillary material may be made of a metal alloy, such as aluminum alloys or stainless steel for medical use. The capillary material may have any suitable capillarity and porosity for use with liquids having different physical properties. The aerosol-forming liquid substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that enable the liquid to be transported through the capillary material by capillary action. The capillary material may be configured to transport the aerosol-forming substrate to the nebulizer.
В системе, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидкостью, образующей аэрозоль. В таких вариантах осуществления предпочтительно часть для хранения представляет собой часть для хранения жидкости, предназначенную для хранения жидкости, образующей аэрозоль.In the aerosol generating system of the present invention, the aerosol-forming substrate may be an aerosol-forming liquid. In such embodiments, preferably the storage portion is a liquid storage portion for storing an aerosol-forming liquid.
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 ароматические соединения, которые выделяются 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 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 aromatic 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 по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Веществом для образования аэрозоля является любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые в ходе использования способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля, и которые по существу являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня 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. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.The liquid aerosol-forming substrate may contain at least one aerosol-forming substance. An aerosol generating agent is any suitable known compound or mixture of compounds which, when in use, promotes the formation of a dense and stable aerosol and which is substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the system. Suitable aerosol-forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol, polyhydric alcohol esters such as glycerol mono-, di- or triacetate, and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids, such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. The aerosol formers may be polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol. The aerosol-forming liquid substrate may contain other additives and ingredients such as flavoring agents.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 2% до приблизительно 10%.The aerosol-forming substrate may contain nicotine and at least one aerosol-forming agent. The aerosol-forming agent may be glycerol. The aerosol generating agent may be propylene glycol. The aerosol-forming agent may contain both glycerin and propylene glycol. The concentration of nicotine in the aerosol-forming substrate may range from about 2% to about 10%.
Несмотря на то, что выше упоминаются жидкие субстраты, образующие аэрозоль, специалистам с обычной квалификацией в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть использованы другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль.Although liquid aerosol-forming substrates are mentioned above, those of ordinary skill in the art will appreciate that other forms of aerosol-forming substrate may be used with other embodiments. For example, the aerosol-forming substrate may be a solid aerosol-forming substrate.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.The aerosol-forming substrate may contain both solid and liquid components. The aerosol-forming substrate may comprise tobacco-containing material containing volatile tobacco aromatic compounds that are released from the substrate when heated. The aerosol-forming substrate may contain non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may further comprise an aerosol-forming agent. Examples of suitable aerosol-forming substances are glycerin and propylene glycol.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то этот твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак,If the aerosol-forming substrate is a solid aerosol-forming substrate, then the solid aerosol-forming substrate may comprise, for example, one or more of the following: powder, granules, beads, grains, thin tubes, strips or sheets containing one or more of the following: herbal leaves, tobacco leaves, tobacco stem fragments, reconstituted tobacco, homogenized tobacco,
экструдированный табак, литой листовой табак и расширенный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предусмотрен в подходящих таре или картридже. При необходимости, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагревания твердого субстрата, образующего аэрозоль.extruded tobacco, molded leaf tobacco and expanded tobacco. The solid aerosol-forming substrate may be in loose form or may be provided in a suitable container or cartridge. If desired, the solid aerosol-forming substrate may contain additional tobacco or non-tobacco volatile aromatic compounds released when the substrate is heated. The solid aerosol-forming substrate may also contain capsules that contain, for example, additional tobacco or non-tobacco volatile aromatic compounds, and such capsules may melt when the solid aerosol-forming substrate is heated.
В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному в результате агломерирования табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Гомогенизированный табачный материал может содержать более 5% вещества для образования аэрозоля в пересчете на сухой вес. В качестве альтернативы, гомогенизированный табачный материал может содержать от приблизительно 5% до приблизительно 30% вещества для образования аэрозоля в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или иного измельчения одного из или обоих слоев табачного листа и стеблей табачного листа. В качестве альтернативы или дополнения, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из следующего: табачная пыль, табачная мелочь и другие табачные отходы в виде частиц, образующиеся, например, при обработке, перемещении и отгрузке табака. ЛистыAs used herein, the term “homogenized tobacco” refers to the material formed by agglomerating particulate tobacco. Homogenized tobacco may be in leaf form. The homogenized tobacco material may contain more than 5% aerosol forming agent on a dry weight basis. Alternatively, the homogenized tobacco material may contain from about 5% to about 30% aerosol forming agent on a dry weight basis. Sheets of homogenized tobacco material may be formed by agglomerating particulate tobacco obtained by grinding or otherwise comminuting one or both of the tobacco leaf layers and tobacco leaf stems. Alternatively or in addition, the sheets of homogenized tobacco material may contain one or more of the following: tobacco dust, tobacco fines and other particulate tobacco waste generated, for example, during the processing, handling and shipping of tobacco. Sheets
гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, что способствует агломерированию табака в виде частиц; в других примерах или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, образователи аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.homogenized tobacco material may contain one or more internal binders, i.e. tobacco endogenous binders, one or more external binders, i.e. tobacco exogenous binders, or a combination thereof, which promotes agglomeration of tobacco in the form of particles; in other examples or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain other additives, including, but not limited to, tobacco and non-tobacco fibers, aerosol formers, humectants, plasticizers, flavoring agents, fillers, aqueous and non-aqueous solvents, and combinations thereof.
Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов. В других примерах носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенный на его внутреннюю поверхность и/или на его внешнюю поверхность. Такой трубчатый носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканой клеенки из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.Optionally, the solid aerosol-forming substrate may be provided on or embedded in a thermally stable carrier. The carrier may be in the form of powder, granules, beads, grains, thin tubes, strips or sheets. In other examples, the carrier may be a tubular carrier having a thin layer of solid substrate applied to its inner surface and/or its outer surface. Such a tubular carrier may be formed, for example, from paper or paper-like material, non-woven carbon fiber oilcloth, lightweight open cell metal mesh, or perforated metal foil, or any other heat-stable polymer matrix.
Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или альтернативно может быть нанесен в виде определенной схемы с целью обеспечения неоднородной доставки аромата во время использования.The solid aerosol-forming substrate may be applied to the surface of the carrier in the form of, for example, a sheet, foam, gel or suspension. The solid aerosol-forming substrate may be applied to the entire surface of the carrier, or alternatively may be applied in a pattern to provide non-uniform delivery of aroma during use.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предоставляется набор для электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, причем набор содержит устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления, и множество расходуемых картриджей для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль, при этом каждый картридж содержит часть для хранения, имеющую субстрат, образующий аэрозоль, и проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом, проходящий через картридж.According to a third aspect of the present invention, there is provided a kit for an electrically heated aerosol generating system, the kit comprising an aerosol generating device according to any of the above-described embodiments, and a plurality of consumable cartridges for use in the aerosol generating device, each cartridge comprising a storage portion having an aerosol-forming substrate and a fluid-permeable interior surface surrounding an open-ended passage extending through the cartridge.
В контексте настоящего документа термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов картриджей, устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению относительно направления воздуха, втягиваемого через картриджи, устройства, генерирующие аэрозоль, и системы, генерирующие аэрозоль, при их использовании. Термины «дальний» и «ближний» используются для описания относительных положений компонентов устройств, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, относительно их соединения с устройством, таким образом, что ближний конец компонента находится на «закрепленном» конце, который присоединен к устройству, а дальний конец находится на «свободном» конце, противоположном ближнему концу. Если компонент присоединен к устройству на расположенном ниже по потоку конце компонента, расположенный ниже по потоку конец может считаться «ближним» концом и наоборот.As used herein, the terms "upstream" and "downstream" are used to describe the relative positions of components or parts of components of cartridges, aerosol generating devices, and aerosol generating systems according to the present invention relative to the direction of air drawn through the cartridges, devices aerosol-generating systems and aerosol-generating systems when used. The terms "distant" and "proximal" are used to describe the relative positions of components of aerosol generating devices and aerosol generating systems with respect to their connection to the device, such that the proximal end of the component is at the "fixed" end that is attached to the device. and the far end is at the "free" end opposite the near end. If a component is attached to a device at the downstream end of the component, the downstream end may be considered the "proximal" end and vice versa.
В контексте настоящего документа термины «продольный» и «длина» относятся к направлению между противоположными концами картриджа, устройства или компонента устройства, например, между их расположенном ниже по потоку или ближнем концом и противоположном, расположенном выше по потоку или дальнем концом. Термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.As used herein, the terms “longitudinal” and “length” refer to the direction between opposite ends of a cartridge, device, or device component, for example, between its downstream or proximal end and its opposite, upstream or distal end. The term "transverse" is used to describe a direction perpendicular to the longitudinal direction.
Расположенный выше по потоку и расположенный ниже по потоку концы картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, определяются относительно потока воздуха, когда пользователь осуществляет затяжку с конца, подносимого ко рту, устройства, генерирующего аэрозоль. Воздух втягивается в картридж или устройство на расположенном выше по потоку конце, проходит вниз по потоку через картридж или устройство и выходит из картриджа или устройства на расположенном ниже по потоку конце.The upstream and downstream ends of the cartridge and the aerosol generating device are determined relative to the air flow when the user takes a puff from the mouth end of the aerosol generating device. Air is drawn into the cartridge or device at the upstream end, passes downstream through the cartridge or device, and exits the cartridge or device at the downstream end.
В контексте данного документа термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в систему, образующую аэрозоль.As used herein, the term “air inlet” is used to describe one or more openings through which air can be drawn into the aerosol generating system.
В данном контексте термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или нескольких отверстий, через которые воздух может быть вытянут из системы, генерирующей аэрозоль.As used herein, the term "air outlet" is used to describe one or more openings through which air can be drawn from the aerosol generating system.
Признаки, описанные в отношении одного или более аспектов, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении устройства, генерирующего аэрозоль, согласно первому аспекту, могут быть в равной степени применены к системе, генерирующей аэрозоль, согласно второму аспекту и набору согласно четвертому аспекту, и наоборот.The features described in relation to one or more aspects may be equally applied to other aspects of the present invention. In particular, the features described with respect to the aerosol generating device according to the first aspect can be equally applied to the aerosol generating system according to the second aspect and the set according to the fourth aspect, and vice versa.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего ьизобретения создана электрически нагреваемая система, генерирующая аэрозоль и содержащая:Thus, according to the first aspect of the present invention, an electrically heated aerosol generating system is provided, comprising:
расходуемый картридж, содержащий часть для хранения, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, при этом часть для хранения имеет проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом, проходящий через картридж; иa consumable cartridge comprising a storage portion containing an aerosol-forming substrate, the storage portion having a fluid-permeable interior surface surrounding an open-ended passage extending through the cartridge; And
электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, для использования с расходуемым картриджем, причем устройство содержит:an electrically heated aerosol generating device for use with a consumable cartridge, the device comprising:
корпус, имеющий полость для размещения по меньшей мере части картриджа; иa housing having a cavity for receiving at least a portion of the cartridge; And
нагреватель в сборе, размещенный в полости, при этом нагреватель в сборе содержит:a heater assembly located in the cavity, wherein the heater assembly contains:
электропроводящую полую часть стержня, соединенную с корпусом и определяющую проход для потока воздуха, формирующий часть хода для потока воздуха через устройство, причем полая часть стержня расположена для прохождения в проход с открытым концом картриджа, расположенного в полости, иan electrically conductive hollow rod portion coupled to the housing and defining an air flow passage forming a portion of the stroke for air flow through the device, the hollow rod portion being disposed to pass into the open end passage of a cartridge disposed in the cavity, and
по меньшей мере один электрический нагреватель, расположенный вдоль полой части стержня, при этом электрический нагреватель содержит по меньшей мере один нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, размещенного в полости,at least one electric heater located along the hollow portion of the rod, wherein the electric heater includes at least one heating element for heating the aerosol-forming substrate, the cartridge located in the cavity,
причем полая часть стержня содержит множество отверстий, при этом по меньшей мере один нагревательный элемент сформирован одной или более узкими областями полой части стержня между смежными отверстиями.wherein the hollow rod portion comprises a plurality of holes, wherein the at least one heating element is formed by one or more narrow regions of the hollow rod portion between adjacent holes.
Предпочтительно, по меньшей мере один электрический нагреватель окружает полую часть стержня.Preferably, at least one electric heater surrounds the hollow portion of the rod.
Предпочтительно, по меньшей мере один электрический нагреватель проходит вдоль по существу всей длины полой части стержня.Preferably, at least one electric heater extends along substantially the entire length of the hollow rod portion.
Предпочтительно, нагреватель в сборе содержит множество электрических нагревателей, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части стержня для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, картриджа, размещенного в полости.Preferably, the heater assembly comprises a plurality of electrical heaters spaced apart from each other along the length of the hollow rod portion for heating the aerosol-forming substrate cartridge housed in the cavity.
Предпочтительно, множество электрических нагревателей электрически изолированы друг от друга так, что каждый нагреватель может нагреваться независимо.Preferably, the plurality of electric heaters are electrically isolated from each other so that each heater can be heated independently.
Предпочтительно, полая часть стержня по меньшей мере частично разделена на множество электроизолированных секций для соединения множества электрических нагревателей с блоком электропитания, причем электроизолированные секции электрически изолированы друг от друга одним или более изолирующими зазорами, сформированными в полой части стержня.Preferably, the hollow rod portion is at least partially divided into a plurality of electrically insulated sections for connecting the plurality of electrical heaters to the power supply, the electrically insulated sections being electrically insulated from each other by one or more insulating gaps formed in the hollow rod portion.
Предпочтительно, нагреватель в сборе расположен согласно сетчатой схеме.Preferably, the heater assembly is arranged in a grid pattern.
Предпочтительно, нагреватель в сборе содержит один электрический нагреватель, проходящий вдоль по существу всей длины полой части стержня и окружающий полую часть стержня.Preferably, the heater assembly includes one electrical heater extending along substantially the entire length of the hollow rod portion and surrounding the hollow rod portion.
Предпочтительно, полая часть стержня имеет прокалывающую поверхность на дальнем конце, за счет которой полая часть стержня выполняет функцию удлиненного прокалывающего элемента при вставке картриджа в полость.Preferably, the hollow shaft portion has a piercing surface at its distal end, whereby the hollow shaft portion functions as an elongated piercing element when the cartridge is inserted into the cavity.
Предпочтительно, нагреватель в сборе представляет собой единый цельный компонент.Preferably, the heater assembly is a single integral component.
Предпочтительно, устройство дополнительно содержит блок электропитания, присоединенный к нагревателю в сборе.Preferably, the device further comprises a power supply coupled to the heater assembly.
Предпочтительно, часть для хранения является сжимаемой, причем диаметр прохода с открытым концом, проходящего через картридж, меньше внешнего диаметра полой части стержня.Preferably, the storage portion is compressible, with the diameter of the open-ended passage through the cartridge being smaller than the outer diameter of the hollow shaft portion.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой жидкость, образующую аэрозоль.Preferably, the aerosol-forming substrate is an aerosol-forming liquid.
Предпочтительно, часть для хранения содержит капиллярный фитиль для транспортировки жидкости, образующей аэрозоль, к нагревателю в сборе, при этом капиллярный фитиль формирует всю внутреннюю поверхность или ее часть.Preferably, the storage portion includes a capillary wick for transporting the aerosol-forming liquid to the heater assembly, the capillary wick forming all or part of the inner surface.
Согласно второму обеъету настоящего изобретения создан набор для электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, причем набор содержит устройство, генерирующее аэрозоль, вышеописанной системы, генерирующей аэрозоль, и множество расходуемых картриджей для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль, при этом каждый картридж содержит часть для хранения, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, и имеет проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом, проходящий через картридж.According to a second aspect of the present invention, there is provided a kit for an electrically heated aerosol generating system, the kit comprising an aerosol generating device of the above-described aerosol generating system, and a plurality of consumable cartridges for use in the aerosol generating device, each cartridge including a storage portion, containing an aerosol-forming substrate and having a fluid-permeable interior surface surrounding an open-ended passage through the cartridge.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The present invention will now be described solely by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 - продольное поперечное сечение системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления;Fig. 1 is a longitudinal cross-section of an aerosol generating system according to the first embodiment;
Фиг. 2 - продольное поперечное сечение расходуемого картриджа для использования в системе, генерирующей аэрозоль, с фиг. 1;Fig. 2 is a longitudinal cross-section of a consumable cartridge for use in an aerosol generating system of FIG. 1;
Фиг. 3А - вид в перспективе первого варианта осуществления нагревателя в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, с фиг. 1;Fig. 3A is a perspective view of a first embodiment of a heater assembly for an aerosol generating system of FIG. 1;
Фиг. 3В - увеличенный частичный вид сбоку нагревателя в сборе с фиг. 3А;Fig. 3B is an enlarged partial side view of the heater assembly of FIG. 3A;
Фиг. 4 - увеличенный частичный вид в перспективе второго варианта осуществления нагревателя в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, с фиг. 1;Fig. 4 is an enlarged partial perspective view of a second embodiment of a heater assembly for an aerosol generating system of FIG. 1;
Фиг. 5А и 5В - способ вставки расходуемого картриджа в устройство, генерирующее аэрозоль, системы, генерирующей аэрозоль, с фиг. 1; иFig. 5A and 5B illustrate a method for inserting a consumable cartridge into an aerosol generating device of the aerosol generating system of FIG. 1; And
Фиг. 5С - продольное поперечное сечение картриджа и нагревателя в сборе системы с фиг. 5А и 5В, в которых система удерживается в наклонном положении.Fig. 5C is a longitudinal cross-section of the cartridge and heater assembly of the system of FIG. 5A and 5B, in which the system is held in an inclined position.
На фиг. 1 схематически показана система 10, генерирующая аэрозоль, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, содержащая устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, в виде расходуемого картриджа 200.In fig. 1 schematically shows an aerosol generating system 10 according to a first embodiment of the present invention, comprising an aerosol generating device 100 and an aerosol generating article in the form of a consumable cartridge 200.
Устройство 100 содержит основной корпус 102, содержащий батарею 104 и электронные схемы 106 управления. Корпус 102 также определяет полость 108, внутри которой размещен картридж 2 00. Устройство 100 дополнительно содержит мундштучную часть 110, содержащую выпускное отверстие 112. В этом примере мундштучная часть 110 присоединена к основному корпусу 102 посредством резьбового соединения, но может использоваться любой подходящий тип соединения, такой как шарнирное соединение или зажимное соединение. Устройство 100 дополнительно содержит нагреватель 300 в сборе, содержащий удлиненный прокалывающий элемент 3 02 в виде полой части 304 стержня, соединенной с корпусом 102, и множество электрических нагревателей 350, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части 304 стержня. Нагреватель 300 в сборе расположен по центру в полости 108 устройства 100 и проходит вдоль продольной оси полости 108. Полая часть 304 стержня определяет проход 306 для потока воздуха. Впускные отверстия 114 для воздуха расположены выше по потоку в основном корпусе 102 нагревателя 300 в сборе и имеют связь по текучей среде с выпускным отверстием 112 через проход 306 для потока воздуха.The device 100 includes a main body 102 containing a battery 104 and electronic control circuits 106. The housing 102 also defines a cavity 108 within which the cartridge 2 00 is housed. The device 100 further includes a mouthpiece portion 110 containing an outlet 112. In this example, the mouthpiece portion 110 is attached to the main body 102 by a threaded connection, but any suitable type of connection may be used. such as a swivel joint or a clamp joint. The device 100 further includes a heater assembly 300 comprising an elongated piercing element 302 in the form of a hollow rod portion 304 coupled to the housing 102, and a plurality of electric heaters 350 spaced apart along the length of the hollow rod portion 304. The heater assembly 300 is centrally located in the cavity 108 of the device 100 and extends along the longitudinal axis of the cavity 108. The hollow rod portion 304 defines a passage 306 for air flow. Air inlets 114 are located upstream of the main body 102 of the heater 300 assembly and are in fluid communication with the outlet 112 through an air flow passage 306.
Как лучше всего видно на фиг. 2, картридж 200 содержит часть 202 для хранения, содержащую трубчатый капиллярный фитиль 204, окруженный трубчатым капиллярным материалом 206, содержащим жидкий субстрат, формирующий аэрозоль. Картридж 200 имеет полую цилиндрическую форму, через которую проходит внутренний канал 208. Капиллярный фитиль 204 окружает внутренний канал 208 таким образом, что внутренний канал 208 по меньшей мере частично определяется внутренней поверхностью капиллярного фитиля 204. Расположенный выше по потоку и расположенный ниже по потоку концы картриджа 200 покрыты хрупкими уплотнениями 210, 212. Картридж 20 дополнительно содержит уплотнительные кольца 214, 216 на каждом расположенном выше по потоку и расположенном ниже по потоку концах внутреннего канала 208.As best seen in FIG. 2, cartridge 200 includes a storage portion 202 containing a tubular capillary wick 204 surrounded by a tubular capillary material 206 containing a liquid aerosol-forming substrate. The cartridge 200 has a hollow cylindrical shape through which an inner channel 208 extends. A capillary wick 204 surrounds the inner channel 208 such that the inner channel 208 is at least partially defined by the inner surface of the capillary wick 204. The upstream and downstream ends of the cartridge 200 are covered with frangible seals 210, 212. Cartridge 20 further includes O-rings 214, 216 on each upstream and downstream ends of the inner channel 208.
Как лучше всего видно на фиг. 3А и 3В, полая часть 304 стержня нагревателя 300 в сборе имеет прокалывающую поверхность 308 на дальнем или расположенном ниже по потоку конце. В этом примере прокалывающая поверхность 308 создана с помощью острого кончика на дальнем конце полой части 304 стержня. Полая часть 304 стержня содержит множество отверстий 310 и частично разделена на множество электроизолированных секций 318, которые отделены друг от друга с помощью изолирующих зазоров 320. Множество отверстий скомпоновано во множество групп отверстий, разнесенных друг от друга вдоль длины полой части стержня. В этом примере отверстия скомпонованы в первую группу 312 возле ближнего конца полой части 304 стержня и вторую группу 314 возле дальнего конца полой части 304 стержня. Каждая из групп отверстий определяет электрический нагреватель 350. Как показано на фиг. 3В, каждый электрический нагреватель 350 содержит множество нагревательных элементов 352, определенных узкими областями полой части стержня между смежными отверстиями 310. Нагревательные элементы 352 имеют ширину 354, а отверстия имеют ширину 356. Размер 356 ширины отверстий предпочтительно выбран таким образом, что при использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, вытягивается к электрическому нагревателю 350 за счет капиллярного действия через отверстия 310. В примере, показанном на фиг. 3А, первая и вторая группы отверстий 310 смещены по окружности полой части 304 стержня. В других примерах две или более групп отверстий 310 могут быть выровнены по окружности полой части 304 стержня.As best seen in FIG. 3A and 3B, the hollow portion 304 of the heater rod assembly 300 has a piercing surface 308 at the distal or downstream end. In this example, the piercing surface 308 is created by using a sharp tip at the distal end of the hollow shaft portion 304. The hollow rod portion 304 contains a plurality of holes 310 and is partially divided into a plurality of electrically insulated sections 318 that are separated from each other by insulating gaps 320. The plurality of holes are arranged into a plurality of groups of holes spaced apart from each other along the length of the hollow rod portion. In this example, the holes are arranged in a first group 312 near the proximal end of the hollow rod portion 304 and a second group 314 near the distal end of the hollow rod portion 304. Each of the groups of holes defines an electric heater 350. As shown in FIG. 3B, each electric heater 350 includes a plurality of heating elements 352 defined by narrow regions of a hollow rod portion between adjacent openings 310. The heating elements 352 have a width 354 and the openings have a width 356. The opening width size 356 is preferably selected such that when a liquid substrate is used the aerosol is drawn toward the electric heater 350 by capillary action through the openings 310. In the example shown in FIG. 3A, the first and second sets of holes 310 are offset around the circumference of the hollow rod portion 304. In other examples, two or more sets of holes 310 may be aligned around the circumference of the hollow shaft portion 304.
Полая часть 304 стержня по меньшей мере частично разделена на множество электроизолированных секций 318, которые электрически соединены с батареей в устройстве. Нагревательные элементы 352 присоединены на одном конце к одной из электроизолированных секций 318, а на другом конце к другой из электроизолированных секций. Таким образом, электрические нагреватели 350 электрически соединены с устройством. Электроизолированные секции 318 могут быть электрически изолированы друг от друга с помощью изолирующих зазоров 320. Таким образом, электрические нагреватели 350 могут быть электрически изолированы друг от друга для обеспечения раздельных эксплуатации, управления или наблюдения без необходимости отдельной электрической проводки для каждого нагревателя. В этом примере зазоры 320 представляют собой воздушные зазоры. Другими словами, зазоры 320 не содержат изоляционный материал. В других примерах один или более зазоров 320 могут быть полностью или частично заполнены электроизоляционным материалом.The hollow rod portion 304 is at least partially divided into a plurality of electrically insulated sections 318 that are electrically coupled to a battery in the device. Heating elements 352 are connected at one end to one of the electrically insulated sections 318, and at the other end to the other of the electrically insulated sections. Thus, the electric heaters 350 are electrically coupled to the device. The electrically insulated sections 318 may be electrically isolated from each other by insulating gaps 320. Thus, the electrical heaters 350 may be electrically isolated from each other to provide separate operation, control, or monitoring without the need for separate electrical wiring for each heater. In this example, the gaps 320 are air gaps. In other words, the gaps 320 do not contain any insulating material. In other examples, one or more gaps 320 may be completely or partially filled with electrical insulating material.
На фиг. 4 показан частичный вид нагревателя 400 в сборе согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. По аналогии с нагревателем 300 в сборе, нагреватель 400 в сборе содержит удлиненный прокалывающий элемент в виде полой части 404 стержня, определяющей проход 406 для потока воздуха и имеющей множество отверстий 410 вдоль своей длины. Однако в отличие от нагревателя 300 в сборе, нагреватель 400 в сборе содержит один электрический нагреватель 450, проходящий вдоль по существу всей длины полой части 404 стержня и окружающий полую часть 404 стержня. Электрический нагреватель 450 также содержит множество нагревательных элементов 452, определенных узкими областями полой части 404 стержня между смежными отверстиями 410. Однако в случае нагревателя 400 в сборе, нагревательные элементы 452 расположены согласно сетчатой схеме.In fig. 4 is a partial view of an assembled heater 400 according to a second embodiment of the present invention. Similar to the heater assembly 300, the heater assembly 400 includes an elongated piercing element in the form of a hollow rod portion 404 defining an air flow passage 406 and having a plurality of holes 410 along its length. However, unlike the heater assembly 300, the heater assembly 400 includes a single electrical heater 450 extending along substantially the entire length of the hollow rod portion 404 and surrounding the hollow rod portion 404. The electric heater 450 also includes a plurality of heating elements 452 defined by narrow regions of the hollow rod portion 404 between adjacent openings 410. However, in the case of the heater 400 assembly, the heating elements 452 are arranged in a grid pattern.
Согласно фиг. 5А и 5В, вставка картриджа 200 в устройство 100 системы 10 описываться не будет.According to FIG. 5A and 5B, insertion of the cartridge 200 into the device 100 of the system 10 will not be described.
Для вставки картриджа 200 в устройство 100, и, таким образом, сборки системы 10 первым этапом является изъятие мундштучной части 110 из основного корпуса 102 устройства 100 и вставка изделия 200 в полость 108 устройства 100, как показано на фиг. 5А. При вставке картриджа 200 в полость 108 прокалывающая поверхность 308 на дальнем конце прокалывающего элемента 302 разрушает хрупкое уплотнение на расположенном выше по потоку конце картриджа 200. Так как картридж 200 дополнительно вставляется в полость 108 и прокалывающий элемент 302 дополнительно проходит во внутренний канал 208 картриджа, прокалывающая поверхность 308 входит в контакт с хрупким уплотнением на расположенном ниже по потоку конце картриджа 200 для создания отверстия в хрупком уплотнении.To insert the cartridge 200 into the device 100, and thus assemble the system 10, the first step is to remove the mouthpiece portion 110 from the main body 102 of the device 100 and insert the article 200 into the cavity 108 of the device 100, as shown in FIG. 5A. Upon insertion of the cartridge 200 into the cavity 108, the piercing surface 308 at the distal end of the piercing element 302 breaks the frangible seal at the upstream end of the cartridge 200. Because the cartridge 200 is further inserted into the cavity 108 and the piercing element 302 is further extended into the internal channel 208 of the cartridge, the piercing surface 308 contacts a frangible seal at the downstream end of cartridge 200 to create an opening in the frangible seal.
Затем картридж 200 полностью вставляется в полость 108, а мундштучная часть 110 вновь закрепляется на основном корпусе 102 и присоединяется к нему для заключения картриджа 200 в полости 108, как показано на фиг. 5В. Когда картридж 200 полностью вставлен в полость 108, каждое из отверстий в хрупких уплотнениях на расположенных выше по потоку и ниже по потоку концах картриджа 200 имеет диаметр, приблизительно равный наружному диаметру полой части 304 стержня. Уплотнительные кольца на расположенных выше по потоку и ниже по потоку концах картриджа 200 создают уплотнение вокруг полой части 304 стержня. Вместе с хрупкими уплотнениями это снижает или предотвращает протекание жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из картриджа 200 и системы 10. Картридж 200 может быть полностью вдавлен в полость 108 пользователем до того, как мундштучная часть 110 вновь закрепляется на основном корпусе 102. В качестве альтернативы, картридж 200 может быть частично вставлен в полость 108, а мундштучная часть 110 может использоваться для заталкивания картриджа 200 в полость 108 до его полной вставки. Это может быть более удобным для пользователя.The cartridge 200 is then fully inserted into the cavity 108, and the mouthpiece portion 110 is again secured to and connected to the main body 102 to enclose the cartridge 200 in the cavity 108, as shown in FIG. 5V. When the cartridge 200 is fully inserted into the cavity 108, each of the holes in the frangible seals at the upstream and downstream ends of the cartridge 200 has a diameter approximately equal to the outer diameter of the hollow rod portion 304. O-rings on the upstream and downstream ends of the cartridge 200 create a seal around the hollow shaft portion 304. Together with frangible seals, this reduces or prevents leakage of liquid aerosol-forming substrate from the cartridge 200 and system 10. The cartridge 200 may be fully pressed into the cavity 108 by the user before the mouthpiece portion 110 is reattached to the main body 102. Alternatively, the cartridge 200 may be partially inserted into the cavity 108, and the mouthpiece portion 110 may be used to push the cartridge 200 into the cavity 108 until it is fully inserted. This may be more user friendly.
Как показано на фиг. 5В, когда картридж 200 полностью вставлен в полость 108 устройства 100, генерирующего аэрозоль, ход для потока воздуха, показанный стрелками на фиг. 5В, формируется через систему 10, генерирующую аэрозоль. Ход для потока воздуха проходит от впускных отверстий 114 для воздуха к выпускным отверстиям 112 через внутренний канал 208 в картридже 200 и проход 306 для потока воздуха в нагревателе 300 в сборе. Как дополнительно показано на фиг. 5 В, когда картридж 200 вставлен полностью, электрические нагреватели 350 имеют связь по текучей среде с частью 202 для хранения картриджа 200 на внутренней поверхности внутреннего канала 208.As shown in FIG. 5B, when the cartridge 200 is fully inserted into the cavity 108 of the aerosol generating device 100, the air flow path shown by the arrows in FIG. 5B is generated through the aerosol generating system 10. The air flow path extends from the air inlet ports 114 to the outlet ports 112 through an internal passage 208 in the cartridge 200 and an air flow passage 306 in the heater assembly 300. As further shown in FIG. 5 V, when the cartridge 200 is fully inserted, the electric heaters 350 are in fluid communication with the cartridge 200 storage portion 202 on the inner surface of the inner channel 208.
При использовании жидкий субстрат, образующий аэрозоль, перемещается из части 202 для хранения к электрическим нагревателям 350 и может удерживаться в отверстиях каждого электрического нагревателя 350 за счет капиллярного действия. В этом примере внешний диаметр полой части 304 стержня больше внутреннего диаметра внутреннего канала 208 картриджа 200, таким образом часть 202 для хранения картриджа 200 сжимается полой частью 304 стержня. Это обеспечивает непосредственный контакт между электрическими нагревателями 350 и частью 202 для хранения для способствования передаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, электрическим нагревателям 350. Батарея поставляет электрическую энергию нагревательным элементам каждого электрического нагревателя 350. Нагревательные элементы нагреваются для испарения жидкого субстрата в капиллярном фитиле 204 для образования перенасыщенного пара. В то же время испаряемая жидкость заменяется другой жидкостью, движущейся по капиллярному фитилю 204 части 202 для хранения жидкости за счет капиллярного действия. (Иногда это называется «насосным действием».) Когда пользователь делает затяжку на мундштучной части 110, воздух втягивается через впускные отверстия 114 для воздуха через проход для потока воздуха полой части 304 стержня мимо электрических нагревателей 350 в мундштучную часть 110 и из выпускного отверстия 112. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, протекающий через проход для потока воздуха полой части 304 стержня и конденсируется в мундштучной части 110 для образования вдыхаемого аэрозоля, который переносится к выпускному отверстию 112 и в рот пользователя.In use, the liquid aerosol-forming substrate moves from the storage portion 202 to the electric heaters 350 and may be retained in the openings of each electric heater 350 by capillary action. In this example, the outer diameter of the hollow rod portion 304 is larger than the inner diameter of the inner channel 208 of the cartridge 200, so the storage portion 202 of the cartridge 200 is compressed by the hollow rod portion 304. This provides direct contact between the electric heaters 350 and the storage portion 202 to facilitate transfer of the aerosol-forming liquid substrate to the electric heaters 350. The battery supplies electrical energy to the heating elements of each electric heater 350. The heating elements are heated to vaporize the liquid substrate in the capillary wick 204 to form supersaturated steam. At the same time, the evaporated liquid is replaced by another liquid moving through the capillary wick 204 of the liquid storage portion 202 by capillary action. (This is sometimes referred to as a "pumping action.") When a user takes a puff on the tip portion 110, air is drawn through the air inlet ports 114, through the air flow passage of the hollow rod portion 304, past the electric heaters 350, into the tip portion 110, and out of the outlet port 112. The vaporized aerosol-forming substrate is entrained in the air flowing through the air flow passage of the hollow rod portion 304 and condenses in the mouthpiece portion 110 to form a respirable aerosol that is transferred to the outlet 112 and into the user's mouth.
Устройство может работать за счет переключателя, управляемого пользователем, (не показано) на устройстве 100. В качестве альтернативы или дополнения, устройство может содержать датчик для определения осуществления затяжки пользователем. Когда осуществление затяжки определено датчиком, электронные схемы управления контролируют подачу электрической энергии от батареи к электрическим нагревателям 350. Датчик может содержать один или более отдельных компонентов. В некоторых примерах функция определения осуществления затяжки выполняется нагревательными элементами узлов нагревателя и фитиля. Например, за счет измерения электронными схемами управления одного или более электрических параметров нагревательных элементов и определения конкретного изменения в измеренных электрических параметрах, которые указывают на осуществление затяжки.The device may be operated by a user-operated switch (not shown) on device 100. Alternatively or in addition, the device may include a sensor for detecting tightening by the user. When tightening is detected by the sensor, electronic control circuitry controls the flow of electrical energy from the battery to the electric heaters 350. The sensor may include one or more separate components. In some examples, the puff detection function is performed by the heating elements of the heater and wick assemblies. For example, by electronic control circuitry measuring one or more electrical parameters of the heating elements and determining a specific change in the measured electrical parameters that indicates a puff has occurred.
При использовании системы, распределение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже может изменяться. Например, если жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в части для хранения расходуется при использовании, или если система удерживается под углом значительное количество времени. Это изменение в распределении жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может привести к различиям в количестве жидкости в капиллярном теле каждого электрического нагревателя и, следовательно, в температуре нагревательного элемента каждого электрического нагревателя. Это описывается ниже со ссылкой на фигуры 5С.When using the system, the distribution of the aerosol-forming liquid substrate in the cartridge may change. For example, if the aerosol-forming liquid substrate in the storage portion is consumed during use, or if the system is held at an angle for a significant amount of time. This change in the distribution of the aerosol-forming liquid substrate can result in differences in the amount of liquid in the capillary body of each electric heater and, therefore, in the temperature of the heating element of each electric heater. This is described below with reference to Figure 5C.
На фиг. 5С показано продольное поперечное сечение картриджа 200 и нагревателя 300 в сборе системы, генерирующей аэрозоль, после того, как система удерживалась в наклонном положении. Как показано, оставшаяся в картридже 200 жидкость 203 осела в части 202 для хранения под углом к нагревателю 300 в сборе. Так как электрические нагреватели разнесены друг от друга вдоль длины картриджа 200, объем жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в области части 202 для хранения, смежной с электрическими нагревателями, не является равномерным. В частности, область части 202 для хранения на расположенном выше по потоку конце картриджа, смежная с первой парой электрических нагревателей 360, насыщена жидким субстратом, образующим аэрозоль, в то время как область части 202 для хранения, смежная со второй парой электрических нагревателей 370, расположенных посередине вдоль длины нагревателя 300 в сборе, лишь частично пропитывается жидким субстратом, образующим аэрозоль, а область части 202 для хранения, смежная с третьей парой электрических 380 нагревателей на расположенном ниже по потоку конце нагревателя 300 в сборе, является сухой. Следовательно, электрические нагреватели 360, 370, 380 могут работать при разных температурах. Так как электрические параметры каждого электрического нагревателя, такие как электрическое сопротивление нагревательного элемента, могут изменяться в зависимости от температуры, распределение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, или оставшееся количество жидкого субстрата, образующего аэрозоль, могут быть рассчитаны с помощью схемы управления за счет измерения электрических параметров каждого электрического нагревателя. Электронные схемы управления выполнены с возможностью раздельного измерения одного или более электрических параметров каждого электрического нагревателя при использовании и вычисления оцененного остаточного количества или предполагаемого распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже на основании различий в измеренных электрических параметрах электрических нагревателей. Таким образом, электрические нагреватели выполняют функцию как нагревателей, так и датчиков.In fig. 5C shows a longitudinal cross-section of the cartridge 200 and heater 300 assembly of the aerosol generating system after the system has been held in an inclined position. As shown, the remaining liquid 203 in the cartridge 200 has settled in the storage portion 202 at an angle to the heater assembly 300. Since the electric heaters are spaced apart along the length of the cartridge 200, the volume of the aerosol-forming liquid substrate in the region of the storage portion 202 adjacent the electric heaters is not uniform. Specifically, the region of the storage portion 202 at the upstream end of the cartridge adjacent the first pair of electric heaters 360 is saturated with a liquid substrate forming an aerosol, while the region of the storage portion 202 adjacent the second pair of electric heaters 370 located midway along the length of the heater assembly 300 is only partially saturated with the aerosol-forming liquid substrate, and the area of the storage portion 202 adjacent to the third pair of electric heaters 380 at the downstream end of the heater assembly 300 is dry. Therefore, electric heaters 360, 370, 380 can operate at different temperatures. Since the electrical parameters of each electric heater, such as the electrical resistance of the heating element, can change depending on the temperature, the distribution of the aerosol-forming liquid substrate or the remaining amount of the aerosol-forming liquid substrate can be calculated by the control circuit by measuring the electrical parameters each electric heater. The electronic control circuits are configured to separately measure one or more electrical parameters of each electric heater in use and calculate an estimated residual amount or expected distribution of the liquid aerosol-forming substrate in the cartridge based on differences in the measured electrical parameters of the electric heaters. Thus, electric heaters function as both heaters and sensors.
Устройство содержит пользовательский индикатор (не показан), такой как дисплей, звуковой вывод или тактильный вывод, присоединенный к схеме управления, который может использоваться для передачи пользователю информации об оцененном остаточном количестве жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже 200. Когда оцененное остаточное количество падает ниже порогового значения, электрическая схема также может быть выполнена с возможностью работы в качестве пользовательского индикатора для оповещения пользователя и предложения пользователю заменить картридж, нуждающийся в замене. Схема управления также может быть выполнена с возможностью расчета распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже на основании различий в измерениях электрических параметров электрических нагревателей и может выполнять функции пользовательского индикатора, когда предполагаемое распределение сообщает, что система слишком долго держалась под определенным углом, так что пользователь оповещается о необходимости смены положения устройства 100 по меньшей мере временно, чтобы жидкий субстрат, образующий аэрозоль, мог перераспределиться в части для хранения. В этом или других примерах схема управления может быть выполнена с возможностью оповещения пользователя об оцененном остаточном количестве или предполагаемом распределении посредством линии связи с посторонним устройством, таким как смартфон, смарт-часы, планшет, стационарный компьютер или подобным устройством.The device includes a user indicator (not shown), such as a display, an audio output, or a tactile output coupled to the control circuitry, which can be used to communicate to the user information about the estimated residual amount of liquid aerosol-forming substrate in the cartridge 200. When the estimated residual amount drops below a threshold value, the electrical circuitry may also be configured to operate as a user indicator to alert the user and prompt the user to replace the cartridge in need of replacement. The control circuitry may also be configured to calculate the distribution of the liquid aerosol-forming substrate in the cartridge based on differences in electrical parameter measurements of the electric heaters, and may act as a custom indicator when the estimated distribution indicates that the system has been held at a certain angle for too long, such that the user is alerted to the need to change the position of the device 100 at least temporarily so that the aerosol-forming liquid substrate can be redistributed to the storage portions. In this or other examples, the control circuitry may be configured to notify a user of the estimated residual amount or estimated allocation via a communication link with a third-party device, such as a smartphone, smart watch, tablet, desktop computer, or similar device.
Помимо определения различий в электрических параметрах электрических нагревателей и вычисления оцененного остаточного количества или предполагаемого распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в картридже 200, схема 106 управления также выполнена с возможностью управления подачей электропитания каждому электрическому нагревателю в ответ на оцененное остаточное количество или предполагаемое распределение. В частности, если измеренные электрические параметры показывают, что один или более электрических нагревателей являются частично сухими, схема 106 управления выполнена с возможностью уменьшения подачи электроэнергии электрическому нагревателю. Это позволяет системе 10 определять, какой из электрических нагревателей находится в наилучшем состоянии для генерирования аэрозоля наиболее эффективным способом. Это позволяет свести к минимуму негативные изменения свойств аэрозоля, генерируемого системой 10, вызванные колебаниями влажности и температуры в электрических нагревателях. Это также может снизить потребление энергии системой 10 и риск повреждения электрических нагревателей вследствие перегрева. Если электрические параметры показывают, что один или более электрических нагревателей являются сухими, схема 106 управления выполнена с возможностью уменьшения подачи электроэнергии этому электрическому нагревателю до нуля.In addition to determining differences in the electrical parameters of the electric heaters and calculating the estimated residual amount or expected distribution of the liquid aerosol-forming substrate in the cartridge 200, the control circuit 106 is also configured to control the supply of electrical power to each electric heater in response to the estimated residual amount or expected distribution. In particular, if the measured electrical parameters indicate that one or more electric heaters are partially dry, the control circuit 106 is configured to reduce the power supply to the electric heater. This allows the system 10 to determine which of the electrical heaters is in the best condition to generate the aerosol in the most efficient manner. This makes it possible to minimize negative changes in the properties of the aerosol generated by the system 10 caused by fluctuations in humidity and temperature in electric heaters. This may also reduce the energy consumption of the system 10 and the risk of damage to electrical heaters due to overheating. If electrical parameters indicate that one or more electric heaters are dry, control circuit 106 is configured to reduce the electrical supply to that electric heater to zero.
Вышеописанные конкретные варианты осуществления и примеры иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления настоящего изобретения, и описанные в данном документе конкретные варианты осуществления и примеры не являются исчерпывающими.The above specific embodiments and examples illustrate, but do not limit, the invention. It should be understood that other embodiments of the present invention are possible, and the specific embodiments and examples described herein are not exhaustive.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16172173.3 | 2016-05-31 | ||
EP16172173 | 2016-05-31 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018142140A Division RU2731868C2 (en) | 2016-05-31 | 2017-05-25 | Aerosol-generating device with integral heater in assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020128015A RU2020128015A (en) | 2020-09-07 |
RU2820665C2 true RU2820665C2 (en) | 2024-06-07 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203969195U (en) * | 2014-07-16 | 2014-12-03 | 湖北中烟工业有限责任公司 | There is the electric smoking system heater of the heating of exciting and heat insulation function |
CN104720109A (en) * | 2015-02-02 | 2015-06-24 | 深圳市麦克韦尔科技有限公司 | Cigarette heater and heating assembly thereof |
RU2566914C1 (en) * | 2011-09-28 | 2015-10-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Permeable electrically heated resistive foil for evaporation of liquids from disposable mouthpieces with evaporation membranes |
WO2015177044A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Philip Morris Products S.A. | An aerosol-generating system comprising a cartridge with an internal air flow passage |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2566914C1 (en) * | 2011-09-28 | 2015-10-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Permeable electrically heated resistive foil for evaporation of liquids from disposable mouthpieces with evaporation membranes |
WO2015177044A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Philip Morris Products S.A. | An aerosol-generating system comprising a cartridge with an internal air flow passage |
CN203969195U (en) * | 2014-07-16 | 2014-12-03 | 湖北中烟工业有限责任公司 | There is the electric smoking system heater of the heating of exciting and heat insulation function |
CN104720109A (en) * | 2015-02-02 | 2015-06-24 | 深圳市麦克韦尔科技有限公司 | Cigarette heater and heating assembly thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2731868C2 (en) | Aerosol-generating device with integral heater in assembly | |
US11754280B2 (en) | Aerosol-generating device with integral heater assembly | |
RU2732423C2 (en) | Aerosol-generating device with several heaters | |
US20230081803A1 (en) | Aerosol generating device with piercing assembly | |
US11497251B2 (en) | Aerosol generating device with piercing assembly | |
RU2820665C2 (en) | Electrically heated aerosol generating system, and kit for such system | |
US20250099697A1 (en) | Aerosol-generating device with integral heater assembly | |
US20250099695A1 (en) | Aerosol generating device with multiple heaters |