RU2789880C2 - Aerosol generation device and method for generation of nicotine-containing aerosol - Google Patents
Aerosol generation device and method for generation of nicotine-containing aerosol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789880C2 RU2789880C2 RU2021108096A RU2021108096A RU2789880C2 RU 2789880 C2 RU2789880 C2 RU 2789880C2 RU 2021108096 A RU2021108096 A RU 2021108096A RU 2021108096 A RU2021108096 A RU 2021108096A RU 2789880 C2 RU2789880 C2 RU 2789880C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerosol
- nicotine
- power
- temperature
- user
- Prior art date
Links
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 122
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 title claims abstract description 94
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 112
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 37
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical group CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 230000001007 puffing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 7
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 abstract description 2
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 52
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 16
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 239000003571 electronic cigarette Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 6
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 6
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 5
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 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
- 230000004888 barrier function Effects 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
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000807 Ga alloy 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
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 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
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 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
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 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
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008275 solid aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film 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
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системам, генерирующим аэрозоль, и, в частности, к системам, генерирующим аэрозоль, которые генерируют аэрозоли, содержащие никотин, за счет нагревания субстрата, образующего аэрозоль. The present invention relates to aerosol generating systems, and in particular to aerosol generating systems that generate nicotine-containing aerosols by heating an aerosol-forming substrate.
Одним из типов нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, которая генерирует аэрозоль, содержащий никотин, является электронная сигарета. Электронная сигарета обычно нагревает жидкость, содержащую никотин, и вещество для образования аэрозоля с генерированием аэрозоля. One type of heated aerosol generating system that generates an aerosol containing nicotine is an electronic cigarette. An electronic cigarette generally heats a liquid containing nicotine and an aerosol generating agent to generate an aerosol.
Никотиносодержащие жидкости для использования потребителем в устройствах, генерирующих аэрозоль, таких как электронные сигареты, обычно содержат относительно низкую концентрацию никотина. Никотин в высоких концентрациях может раздражать кожу и является потенциально вредным при проглатывании. Некоторые юрисдикции регулируют концентрацию никотина в жидкости, например, устанавливают, что она не должна превышать 20 мг/мл.Nicotine liquids for consumer use in aerosol generating devices such as electronic cigarettes typically contain a relatively low concentration of nicotine. Nicotine in high concentrations can irritate the skin and is potentially harmful if swallowed. Some jurisdictions regulate the concentration of nicotine in the liquid, for example, stipulating that it should not exceed 20 mg / ml.
Однако для того, чтобы электронные сигареты могли удовлетворять требования пользователей, которые раньше курили традиционные сигареты, необходимо, чтобы при каждой затяжке пользователя электронная сигарета доставляла количество никотина, сравнимое с сигаретами, которые они курили раньше. Без этого уровня доставки никотина вероятно возвращение пользователей к традиционным сигаретам.However, in order for electronic cigarettes to meet the demands of users who have previously smoked traditional cigarettes, it is necessary that with each puff of the user, the electronic cigarette delivers an amount of nicotine comparable to the cigarettes they smoked before. Without this level of nicotine delivery, users are likely to return to traditional cigarettes.
При использовании никотиносодержащей жидкости с относительно низкой концентрацией никотина, такой как 20 мг/мл или менее, в качестве субстрата для генерирования аэрозоля затруднительно доставлять при каждой затяжке, осуществляемой пользователем, количество никотина, удовлетворяющее регулярных курильщиков. Предыдущие попытки решить эту проблему включали обеспечение вспомогательного источника никотина в твердой форме внутри устройства, генерирующего аэрозоль, из которого никотин высвобождается в результате нагревания или втягивания пара через него или за него. Однако это значительно повышает сложность и стоимость электронной сигареты. Кроме того, при использовании систем этого типа сложно добиться стабильной доставки никотина.When using a nicotine-containing liquid with a relatively low nicotine concentration, such as 20 mg/ml or less, as an aerosol generating substrate, it is difficult to deliver an amount of nicotine satisfying regular smokers with every puff taken by the user. Previous attempts to solve this problem have included providing an auxiliary source of nicotine in solid form within an aerosol generating device from which nicotine is released by heating or drawing vapor through or behind it. However, this greatly increases the complexity and cost of the electronic cigarette. In addition, stable nicotine delivery is difficult to achieve with systems of this type.
Было бы желательно создать такую систему, генерирующую аэрозоль, которая могла бы доставлять большее количество никотина при каждой затяжке пользователя с использованием никотиносодержащей жидкости с заданной концентрацией никотина, без необходимости в дополнительном источнике никотина.It would be desirable to provide such an aerosol generating system that could deliver more nicotine with each puff of the user using a nicotine containing liquid at a given nicotine concentration without the need for an additional source of nicotine.
В первом аспекте настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее:In a first aspect of the present invention, an aerosol generating device is provided, comprising:
нагреватель в сборе, содержащий по меньшей мере один нагревательный элемент;a heater assembly comprising at least one heating element;
субстрат, образующий аэрозоль, расположенный вблизи нагревателя в сборе, при этом субстрат, образующий аэрозоль, содержит жидкую смесь, содержащую никотин и первое вещество для образования аэрозоля, при этом первое вещество для образования аэрозоля имеет температуру кипения выше, чем у никотина;an aerosol generating substrate disposed proximate the heater assembly, the aerosol generating substrate comprising a liquid mixture comprising nicotine and a first aerosol former, the first aerosol former having a boiling point higher than that of nicotine;
источник питания для подачи мощности на нагреватель в сборе для генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль;a power supply for supplying power to the heater assembly for generating an aerosol from the aerosol-forming substrate;
мундштук, на котором пользователь делает затяжку для втягивания аэрозоля из устройства, генерирующего аэрозоль; иa mouthpiece on which the user puffs to draw the aerosol from the aerosol generating device; And
схему управления, выполненную с возможностью управления подачей мощности на нагреватель в сборе, причем схема управления выполнена с возможностью подачи первой мощности на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревателя в сборе или подачи мощности, достаточной для поддержания по меньшей мере одного нагревательного элемента нагревателя в сборе при первой температуре или в первом диапазоне температур между затяжками, осуществляемыми пользователем, и выполнена с возможностью подачи второй мощности на по меньшей мере один нагревательный элемент нагревателя в сборе, при этом вторая мощность выше первой мощности или является достаточной для увеличения температуры по меньшей мере одного нагревательного элемента нагревателя в сборе выше первой температуры или первого диапазона температур во время затяжек, осуществляемых пользователем, для предпочтительного испарения никотина по сравнению с первым веществом для образования аэрозоля.a control circuit configured to control the supply of power to the heater assembly, wherein the control circuit is configured to supply a first power to at least one heating element of the heater assembly, or to supply power sufficient to maintain at least one heating element of the heater assembly at the first temperature or in the first temperature range between puffs performed by the user, and is configured to supply a second power to at least one heating element of the heater assembly, while the second power is higher than the first power or is sufficient to increase the temperature of at least one heating element of the heater assembly above a first temperature or a first temperature range during puffs performed by the user to preferentially vaporize the nicotine over the first aerosol generating agent.
Полезно, что субстрат, образующий аэрозоль, нагревается нагревательным элементом как во время затяжек, так и между затяжками, осуществляемыми пользователем. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, остается в контакте с нагревательным элементом или вблизи него на протяжении всей работы устройства. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать жидкость, удерживаемую в материале для удерживания или в капилляре, контактирующем с нагревательным элементом или расположенным вблизи него. Нагревание субстрата, образующего аэрозоль, между затяжками, осуществляемыми пользователем, способствует предпочтительному испарению никотина.Advantageously, the aerosol generating substrate is heated by the heating element both during puffs and between puffs performed by the user. Preferably, the aerosol generating substrate remains in contact with or near the heating element throughout the operation of the device. The aerosol-forming substrate may comprise a liquid retained in the containment material or in a capillary in contact with or in the vicinity of the heating element. Heating the aerosol-forming substrate between puffs performed by the user promotes preferential vaporization of the nicotine.
Эта стратегия регулирования температуры способствует предпочтительному испарению никотина по сравнению с первым веществом для образования аэрозоля. Другими словами, образующийся пар будет иметь более высокую долю никотина относительно первого вещества для образования аэрозоля, чем жидкость. Это означает, что генерируемый аэрозоль, который образуется из пара, будет обеспечивать большее количество никотина на затяжку, осуществляемую пользователем, чем это было бы при простом нагревании жидкости во время затяжек, осуществляемых пользователем. За счет непрерывного поддержания жидкости при температуре вблизи точки кипения никотина поддерживается термодинамическое равновесие. Это обеспечивает значительное преимущественное испарение никотина по сравнению с первым веществом для образования аэрозоля. Температура нагревательного элемента или мощность, подаваемая на нагреватель в сборе, повышаются во время затяжек, осуществляемых пользователем, обеспечивая доставку пользователю достаточной плотности аэрозоля и достаточного количества никотина во время каждой затяжки. Это дает возможность использовать даже жидкости с относительно низкой концентрацией никотина для обеспечения удовлетворительных ощущений у пользователя.This temperature control strategy favors the vaporization of nicotine over the first aerosol generating agent. In other words, the resulting vapor will have a higher proportion of nicotine relative to the first aerosolizer than the liquid. This means that the generated aerosol that is formed from the vapor will provide more nicotine per puff taken by the user than would be the case by simply heating the liquid during puffs taken by the user. By continuously maintaining the liquid at a temperature near the boiling point of nicotine, thermodynamic equilibrium is maintained. This provides a significant advantageous vaporization of nicotine compared to the first aerosol generating agent. The temperature of the heating element, or the power supplied to the heater assembly, rises during puffs taken by the user, ensuring that sufficient aerosol density and sufficient nicotine is delivered to the user during each puff. This makes it possible to use even liquids with a relatively low concentration of nicotine to provide a satisfying user experience.
Полезно, что первая температура или первый диапазон температур находится ниже точки кипения первого вещества для образования аэрозоля. Более предпочтительно, первая температура или первый диапазон температур ниже температуры кипения никотина. Это приводит к более значительной разнице в скорости испарения никотина и первого вещества для образования аэрозоля.Advantageously, the first temperature or first temperature range is below the boiling point of the first aerosol forming agent. More preferably, the first temperature or first temperature range is below the boiling point of the nicotine. This results in a greater difference in the rate of evaporation of nicotine and the first aerosol.
В настоящем документе веществом для образования аэрозоля называют любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и стабильного аэрозоля и являются по существу стойкими к термическому разложению при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.As used herein, an aerosol generating agent refers to any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, produces a dense and stable aerosol and 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, without limitation: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol, and glycerol; esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate.
Точка кипения жидкости представляет собой температуру, при которой давление пара жидкости равно внешнему давлению среды, окружающей жидкость. В настоящем документе точка кипения относится к точке кипения при нормальных условиях или точке кипения при атмосферном давлении, представляющей собой температуру, при которой давление пара жидкости равно давлению на уровне моря (1 атмосфере).The boiling point of a liquid is the temperature at which the vapor pressure of the liquid is equal to the external pressure of the medium surrounding the liquid. In this document, the boiling point refers to the boiling point under normal conditions. or the boiling point at atmospheric pressure, which is the temperature at which the vapor pressure of a liquid is equal to the pressure at sea level (1 atmosphere).
Первое вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерол, который также называют глицерином. Глицерин имеет более высокую точку кипения, чем никотин. Глицерин обычно используется в качестве вещества для образования аэрозоля, вдыхаемого человеком.The first aerosolizing agent may be glycerol, which is also referred to as glycerol. Glycerin has a higher boiling point than nicotine. Glycerin is commonly used as an aerosol agent for human inhalation.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать второе вещество для образования аэрозоля, причем второе вещество для образования аэрозоля имеет более низкую температуру кипения, чем первое вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой пропиленгликоль. Обеспечение второго вещества для образования аэрозоля с более низкой точкой кипения позволяет более тонко регулировать содержание никотина в образующемся аэрозоле. Второе вещество для образования аэрозоля может иметь точку кипения ниже, чем у никотина. Первая температура или первый диапазон температур могут быть выше, чем точка кипения второго вещества для образования аэрозоля.The aerosol forming substrate may comprise a second aerosol forming agent, wherein the second aerosol forming substance has a lower boiling point than the first aerosol forming substance. The aerosol generating agent may be propylene glycol. The provision of a second aerosol forming agent with a lower boiling point allows finer control of the nicotine content of the resulting aerosol. The second aerosolizing agent may have a boiling point lower than that of nicotine. The first temperature or first temperature range may be higher than the boiling point of the second aerosol forming agent.
Схема управления может быть выполнена с возможностью регулировки пользователем для выбора первой температуры, первого диапазона температур или первой мощности. Это может обеспечивать возможность выбора пользователем относительных количеств никотина и веществ для образования аэрозоля в аэрозоле. Первая температура или первый диапазон температур могут быть постоянными в ходе использования или могут меняться на протяжении сеанса использования.The control circuitry may be adjustable by a user to select a first temperature, a first temperature range, or a first power. This may allow the user to select the relative amounts of nicotine and aerosol generating agents in the aerosol. The first temperature or first temperature range may be constant during use, or may change throughout a session of use.
Схема управления может быть выполнена с возможностью расчета второй мощности в зависимости от первой мощности, первой температуры или первого диапазона температур. Например, вторая температура может быть на предварительно заданное число градусов выше, чем выбранная первая температура. Или вторая мощность может быть на предварительно заданное число ватт выше, чем первая мощность. Первая мощность может представлять собой предварительно заданную мощность или мощность, необходимую для поддержания предварительно заданной первой температуры нагревательного элемента или образующего аэрозоль субстрата.The control circuit may be configured to calculate the second power depending on the first power, the first temperature, or the first temperature range. For example, the second temperature may be a predetermined number of degrees higher than the selected first temperature. Or the second power may be a predetermined number of watts higher than the first power. The first power may be a predetermined power or the power required to maintain a predetermined first temperature of the heating element or aerosol-forming substrate.
Нагреватель в сборе может содержать множество нагревательных элементов. Схема управления может быть выполнена с возможностью подачи мощности только на часть множества нагревательных элементов между затяжками, осуществляемыми пользователем. Схема управления может быть выполнена с возможностью подачи мощности на большую часть или все нагревательные элементы во время затяжек, осуществляемых пользователем. Таким образом, температура жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может поддерживаться между затяжками, осуществляемыми пользователем, и повышаться во время затяжек, осуществляемых пользователем, по желанию.The heater assembly may include a plurality of heating elements. The control circuit may be configured to supply power to only a portion of the plurality of heating elements between puffs performed by the user. The control circuit may be configured to supply power to most or all of the heating elements during user puffs. Thus, the temperature of the aerosol-forming liquid substrate can be maintained between puffs by the user and raised during puffs by the user as desired.
Первая мощность может представлять собой мощность, достаточную для поддержания температуры нагревательного элемента или субстрата, образующего аэрозоль, около 200 градусов Цельсия. В одном варианте осуществления нагревательный элемент представляет собой резистивный нагревательный элемент с электрическим сопротивлением от 0,7 до 0,8 Ом, а первая мощность составляет приблизительно 2 Вт. Первая мощность может составлять от 1 до 3 Вт и более предпочтительно от 1,4 до 2 Вт. The first power may be the power sufficient to maintain the temperature of the heating element or aerosol generating substrate at about 200 degrees Celsius. In one embodiment, the heating element is a resistive heating element with an electrical resistance of 0.7 to 0.8 ohms and the first power is approximately 2 watts. The first power may be 1 to 3 watts, and more preferably 1.4 to 2 watts.
Первая температура может составлять от 150 до 200 градусов Цельсия. Эта температура ниже, чем точка кипения никотина, но достаточно высока, чтобы обеспечить значительное испарение никотина.The first temperature can be between 150 and 200 degrees Celsius. This temperature is lower than the boiling point of nicotine, but high enough to allow significant vaporization of the nicotine.
Первый диапазон температур может составлять от 150 до 200 градусов Цельсия.The first temperature range can be from 150 to 200 degrees Celsius.
Вторая мощность может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить желаемое общее количество никотина, доставляемого за одну затяжку, и обеспечить желаемое общее количество конденсированного вещества в аэрозоле (ACM) на одну затяжку. Продолжительность подачи второй мощности также будет влиять на общее количество никотина, доставляемое за одну затяжку, и общее количество конденсированного вещества в аэрозоле, доставляемое за одну затяжку.The second power can be selected to provide the desired total amount of nicotine delivered per puff and provide the desired total condensed matter in aerosol (ACM) per puff. The duration of the second power delivery will also affect the total amount of nicotine delivered per puff and the total amount of condensed matter in the aerosol delivered per puff.
Вторая мощность может составлять от 2 до 6 Вт, более предпочтительно от 2,4 до 3 Вт. Вторая мощность может быть на 1-4 Вт больше, чем первая мощность. В одном варианте осуществления вторая мощность составляет 3 Вт, а первая мощность составляет 2 Вт.The second power may be 2 to 6 watts, more preferably 2.4 to 3 watts. The second power can be 1-4 W more than the first power. In one embodiment, the second power is 3W and the first power is 2W.
Вторая мощность может представлять собой мощность, достаточную для поддержания нагревательного элемента субстрата, образующего аэрозоль, при второй температуре или в пределах второго диапазона температур. Вторая температура или второй диапазон температур может составлять от 200 до 250 градусов Цельсия. В одном варианте осуществления вторая температура составляет 220 градусов Цельсия.The second power may be a power sufficient to maintain the heating element of the aerosol generating substrate at the second temperature or within the second temperature range. The second temperature or second temperature range may be from 200 to 250 degrees Celsius. In one embodiment, the second temperature is 220 degrees Celsius.
Устройство может дополнительно содержать резервуар для жидкости, удерживающий жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и механизм доставки жидкости, выполненный с возможностью доставки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из резервуара к нагревательному элементу. Механизм доставки жидкости может представлять собой активный механизм, такой как насос, или может представлять собой пассивный механизм, такой как капиллярный материал, описанный более подробно ниже.The device may further comprise a liquid reservoir holding the aerosol-forming liquid substrate and a liquid delivery mechanism configured to deliver the aerosol-forming liquid substrate from the reservoir to the heating element. The fluid delivery mechanism may be an active mechanism, such as a pump, or may be a passive mechanism, such as a capillary material, described in more detail below.
Нагреватель в сборе может содержать нагревательный элемент, который нагревается одним из нескольких разных способов. Например, нагревательный элемент может нагреваться по резистивному механизму посредством пропускания тока через него, при этом ток обеспечивается источником питания. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно нагревательный элемент может представлять собой токоприемник, который индуктивно нагревается магнитным полем, меняющимся во времени.The heater assembly may include a heating element that is heated in one of several different ways. For example, a heating element may be heated in a resistive manner by passing current through it, with the current provided by a power source. Alternatively or additionally, the heating element may be a current collector that is inductively heated by a time varying magnetic field.
Нагреватель в сборе также может иметь ряд различных форм. В некоторых вариантах осуществления нагреватель в сборе содержит сетку нагревательных элементов или перфорированную нагревательную пластину. Нагреватель в сборе может содержать по существу плоский нагревательный элемент для обеспечения возможности простого изготовления. Нагревательный элемент может содержать плоскую нагревательную дорожку, например, в форме змеевика.The heater assembly can also take a number of different forms. In some embodiments, the heater assembly comprises a grid of heating elements or a perforated heating plate. The heater assembly may include a substantially flat heating element to allow for simple fabrication. The heating element may comprise a flat heating track, for example in the form of a coil.
Нагревательный элемент может представлять собой матрицу нитей, например, расположенных параллельно друг другу. Предпочтительно, нити могут образовывать сетку. Сетка может быть тканой или нетканой. Сетка может быть выполнена с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. В альтернативном варианте осуществления электрически проводящий нагревательный элемент состоит из матрицы нитей или тканого полотна из нитей. The heating element may be a matrix of filaments, for example arranged parallel to each other. Preferably, the threads may form a network. The mesh may be woven or non-woven. The mesh can be made using various types of woven or lattice structures. In an alternative embodiment, the electrically conductive heating element is comprised of an array of filaments or a woven web of filaments.
В предпочтительном варианте осуществления по существу плоский нагревательный элемент может быть выполнен из проволоки, которая образует проволочную сетку. Предпочтительно, сетка имеет конструкцию с гладким переплетением. Предпочтительно, нагревательный элемент представляет собой проволочную решетку, выполненную из сетчатых полос.In a preferred embodiment, the substantially flat heating element may be made of wire which forms a wire mesh. Preferably, the mesh has a smooth weave design. Preferably, the heating element is a wire grid made of mesh strips.
Нити могут образовывать промежутки между нитями, и эти промежутки могут иметь ширину от 10 до 100 микрометров. Предпочтительно, нити создают капиллярное действие в указанных промежутках так, что при использовании жидкость, предназначенная для испарения, втягивается в указанные промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревательным элементом и жидким образующим аэрозоль субстратом.The filaments may form spaces between the filaments, and these spaces may have a width of 10 to 100 micrometers. Preferably, the filaments create a capillary action in said spaces such that, in use, the liquid to be evaporated is drawn into said spaces, increasing the area of contact between the heating element and the liquid aerosol-forming substrate.
Площадь сетки, матрицы или тканого полотна из электрически проводящих нитей может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, предпочтительно меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно равной 15 квадратным миллиметрам. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Использование размеров сетки, матрицы или тканого полотна из электрически проводящих нитей, составляющих менее или равных 50 квадратным миллиметрам, снижает величину общей мощности, необходимой для нагрева сетки, матрицы или тканого полотна из электрически проводящих нитей, при этом все еще обеспечивая достаточный контакт сетки, матрицы или тканого полотна из электрически проводящих нитей с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Сетка, матрица или тканое полотно из электрически проводящих нитей может, например, иметь прямоугольную форму с длиной, составляющей от 2 до 10 миллиметров, и шириной, составляющей от 2 до 10 миллиметров. Предпочтительно, сетка имеет размеры приблизительно 5 на 3 миллиметра. The area of the grid, matrix or woven web of electrically conductive filaments may be small, eg less than or equal to 50 square millimeters, preferably less than or equal to 25 square millimeters, more preferably about 15 square millimeters. The size is chosen to include the heating element in the hand held system. The use of electrically conductive filament mesh, matrix or woven web sizes less than or equal to 50 square millimeters reduces the amount of total power required to heat the electrically conductive filament mesh, matrix or woven web while still providing sufficient mesh, matrix contact. or a woven web of electrically conductive filaments with an aerosol-forming liquid substrate. The grid, matrix or woven web of electrically conductive threads may, for example, be rectangular in shape with a length of 2 to 10 millimeters and a width of 2 to 10 millimeters. Preferably, the mesh measures approximately 5 by 3 millimeters.
Нити нагревательного элемента могут быть выполнены из любого материала с подходящими электрическими свойствами.Подходящие материалы включают, без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящая» керамика (такая как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы.The heating element filaments may be made from any material with suitable electrical properties. Suitable materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically "conductive" ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide), carbon, graphite, metals, alloys metals and composite materials made of ceramic material and metal material. Such composite materials may contain alloyed or unalloyed ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum and the platinum group metals.
Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation. Нити могут быть покрыты одним или более изоляционными материалами. Предпочтительными материалами для электропроводных нитей являются нержавеющая сталь и графит, более предпочтительно нержавеющая сталь марок серии 300, таких как AISI 304, 316, 304L, 316L. Кроме того, электропроводный нагревательный элемент может содержать комбинации вышеописанных материалов. Комбинация материалов может использоваться для улучшения регулирования сопротивления по существу плоского нагревательного элемента. Например, материалы с высоким собственным сопротивлением могут комбинироваться с материалами с низким собственным сопротивлением. Это может обеспечить преимущество, если один из материалов является более предпочтительным по другим показателям, например, стоимости, обрабатываемости или другим физическим и химическим параметрам. По существу плоская компоновка нитей с повышенным сопротивлением обеспечивает преимущество, состоящее в снижении паразитных потерь. Нагреватели с высоким удельным сопротивлением обеспечивают преимущество, состоящее в возможности более эффективного использования энергии батареи.Examples of suitable metal alloys include stainless steel, constantan, nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese - and ferrous alloys, as well as superalloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel, Timetal®, alloys based on iron and aluminum, as well as alloys based on iron, manganese and aluminum. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation. The threads may be coated with one or more insulating materials. The preferred materials for the conductive filaments are stainless steel and graphite, more preferably 300 series stainless steel such as AISI 304, 316, 304L, 316L. In addition, the electrically conductive heating element may comprise combinations of the materials described above. A combination of materials can be used to improve the resistance control of a substantially flat heating element. For example, high self-resistance materials can be combined with low self-resistance materials. This may provide an advantage if one of the materials is more preferable in other respects, such as cost, processability, or other physical and chemical parameters. The substantially flat arrangement of the high resistance filaments provides the advantage of reducing parasitic losses. High resistivity heaters provide the advantage of being able to use battery energy more efficiently.
Предпочтительно, нити изготовлены из проволоки. Более предпочтительно, проволока изготовлена из металла, наиболее предпочтительно из нержавеющей стали.Preferably, the threads are made from wire. More preferably, the wire is made of metal, most preferably stainless steel.
Электрическое сопротивление нитей нагревательного элемента может составлять от 0,3 до 4 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно или выше 0,5 Ом. Более предпочтительно, электрическое сопротивление нагревательного элемента составляет от 0,6 до 2 Ом, наиболее предпочтительно приблизительно 0,7 Ом. The electrical resistance of the heating element filaments can range from 0.3 to 4 ohms. Preferably, the electrical resistance is equal to or greater than 0.5 ohms. More preferably, the electrical resistance of the heating element is from 0.6 to 2 ohms, most preferably about 0.7 ohms.
Резервуар для жидкости может содержать материал для удержания жидкости, предназначенный для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Материал для удержания жидкости может представлять собой пеноматериал и губчатый материал совокупности нитей. Материал для удержания жидкости может быть образован из полимера или сополимера. В одном варианте осуществления материал для удержания жидкости представляет собой скрученный полимер. Материал для удержания может представлять собой, например, пористое керамическое или стекловолокно.The liquid reservoir may contain a liquid holding material for holding a liquid aerosol-forming substrate. The liquid retaining material may be a foam and a sponge material of an assembly of filaments. The fluid retention material may be formed from a polymer or copolymer. In one embodiment, the fluid retention material is a stranded polymer. The retaining material may be, for example, porous ceramic or glass fibers.
Предпочтительно устройство содержит капиллярный материал для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. Капиллярный материал может находиться в контакте с нагревательным элементом. Предпочтительно капиллярный материал расположен между нагревательным элементом и материалом для удержания.Preferably, the device comprises a capillary material for transporting the aerosol-forming liquid substrate towards the heating element. The capillary material may be in contact with the heating element. Preferably, the capillary material is located between the heating element and the holding material.
Капиллярный материал может быть выполнен из материала, способного обеспечить контакт жидкого субстрата, образующего аэрозоль, с по меньшей мере частью поверхности нагревательного элемента. Капиллярный материал может проходить в пустоты в нагревательном элементе. Нагревательный элемент может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь пустот за счет капиллярного действия. The capillary material may be made of a material capable of bringing the aerosol-forming liquid substrate into contact with at least a portion of the surface of the heating element. The capillary material may pass into voids in the heating element. The heating element can draw the aerosol-forming liquid substrate into the voids by capillary action.
Капиллярный материал представляет собой материал, который активно перемещает жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может иметь волокнистую или губчатую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон, нитей или других трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть, в целом, выровнены для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в направлении к нагревательному элементу. В альтернативном варианте осуществления капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество тонких каналов или трубок, через которые обеспечивается возможность переноса жидкого образующий аэрозоль субстрата за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включая, без ограничения перечисленными: вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через капиллярную среду за счет капиллярного действия.A capillary material is a material that actively moves fluid from one end of the material to the other. The capillary material may have a fibrous or spongy structure. The capillary material preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the capillary material may contain a plurality of fibers, filaments, or other tubes with narrow channels. The fibers or filaments may be generally aligned to move the aerosol forming liquid substrate towards the heating element. In an alternative embodiment, the capillary material may comprise a sponge-like or foamy material. The structure of the capillary material forms a plurality of thin channels or tubes through which the liquid aerosol-forming substrate can be transferred by capillary action. The capillary material may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are sponge or foam material, ceramic or graphite based materials in the form of fibers or sintered powders, foamed metal or plastic material, fiber material, for example made from twisted or extruded fibers such as cellulose acetate, polyester or bonded polyolefin, polyethylene , terylene or polypropylene fibers, nylon fibers or ceramics. The capillary material may have any suitable capillarity and porosity for use with liquids having different physical properties. An aerosol-forming liquid substrate has physical properties, including, but not limited to, viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point, and vapor pressure, that allow the aerosol-forming liquid substrate to move through a capillary medium by capillary action.
Материал для удержания жидкости и капиллярный материал могут быть теплостойкими до 250 градусов Цельсия. Удерживающий жидкость материал и капиллярный материал предпочтительно характеризуются сравнительно слабым взаимодействием с никотином.The fluid retention material and the capillary material can be heat resistant up to 250 degrees Celsius. The liquid retaining material and the capillary material are preferably characterized by relatively low interaction with nicotine.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержит жидкую смесь, содержащую никотин и первое вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно жидкая смесь содержит не более 4% по массе никотина и, более предпочтительно, 2% по массе или меньше никотина. Жидкая смесь предпочтительно содержит не более 20 мг/мл.The aerosol-forming liquid substrate contains a liquid mixture containing nicotine and a first aerosol-forming agent. Preferably the liquid mixture contains no more than 4% by weight of nicotine and more preferably 2% by weight or less of nicotine. The liquid mixture preferably contains no more than 20 mg/ml.
Жидкая смесь может содержать до приблизительно 98% по массе первого вещества для образования аэрозоля. Предпочтительно, жидкая смесь содержит не более 75% по массе первого вещества для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин.The liquid mixture may contain up to about 98% by weight of the first aerosol forming agent. Preferably, the liquid mixture contains no more than 75% by weight of the first aerosol forming agent. The aerosol forming agent may be glycerol.
Предпочтительно, жидкая смесь содержит не более 25% по массе второго вещества для образования аэрозоля. Предпочтительно, жидкая смесь содержит по массе примерно в три раза больше первого вещества для образования аэрозоля, чем второго вещества для образования аэрозоля.Preferably, the liquid mixture contains no more than 25% by weight of the second aerosol forming agent. Preferably, the liquid mixture contains, by weight, about three times the first aerosolizing agent as the second aerosolizing agent.
Жидкая смесь может содержать воду. Жидкая смесь может содержать ароматические соединения.The liquid mixture may contain water. The liquid mixture may contain aromatic compounds.
Источник питания преимущественно представляет собой батарею, такую как литий-ионная батарея. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. The power source is preferably a battery such as a lithium ion battery. In an alternative embodiment, the power supply may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power supply may need to be recharged. For example, the power supply may have a capacity sufficient to enable continuous generation of the aerosol for a period of approximately six minutes, or for a period in multiples of six minutes.
Схема управления может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи мощности на нагреватель в сборе. Мощность может подаваться на нагреватель в сборе в виде импульсов электрического тока.The control circuit may include a microcontroller. The microcontroller is preferably a programmable microcontroller. The electrical circuit may contain additional electronic components. The electrical circuitry may be configured to control the power supply to the heater assembly. Power may be supplied to the heater assembly in the form of electrical current pulses.
Схема управления может содержать датчик потока воздуха, расположенный с возможностью обнаружения затяжек, осуществляемых пользователем на системе. Датчик потока воздуха может содержать микрофон или емкостной датчик. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно, о затяжках, осуществляемых пользователем, схеме управления может сигнализировать пользователь, нажимая кнопку на системе непосредственно перед или в процессе каждой затяжки, осуществляемой пользователем.The control circuitry may include an air flow sensor positioned to detect puffs being puffed by a user on the system. The air flow sensor may include a microphone or a capacitive sensor. Alternatively, or additionally, user puffs may be signaled to the control circuitry by the user by pressing a button on the system just before or during each user puff.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой удерживаемое в руке устройство. Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство может иметь общую длину от приблизительно 30 до приблизительно 150 миллиметров. Устройство может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 до приблизительно 30 миллиметров.Preferably, the aerosol generating device may be a hand held device. Preferably, the aerosol generating device is portable. The aerosol generating device may be of a size comparable to a traditional cigar or cigarette. The device may have an overall length of from about 30 to about 150 millimeters. The device may have an outer diameter of from about 5 to about 30 millimeters.
Устройство может представлять собой электрическое курительное устройство, такое как электронная сигарета. Устройство может содержать многоразовую часть, содержащую источник питания и схему управления, и расходную часть, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. Нагреватель в сборе может находиться в многоразовой части, в расходной части или частично в обеих. В альтернативном варианте осуществления нагреватель в сборе может быть представлен в отдельном компоненте. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в резервуаре. Резервуар может быть повторно заправляемым.The device may be an electric smoking device such as an electronic cigarette. The device may include a reusable part containing a power source and a control circuit, and a consumable part containing an aerosol-forming substrate. The heater assembly can be in a reusable part, in a consumable part, or partially in both. In an alternative embodiment, the heater assembly may be provided in a separate component. An aerosol-forming liquid substrate may be held in a reservoir. The reservoir can be refillable.
Во втором аспекте настоящего изобретения предложен способ генерирования никотиносодержащего аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль, в системе, генерирующей аэрозоль, на которой пользователь осуществляет затяжки при использовании, причем субстрат, образующий аэрозоль, содержит жидкую смесь, содержащую никотин и первое вещество для образования аэрозоля, при этом первое вещество для образования аэрозоля имеет температуру кипения выше, чем у никотина, при этом способ включает:In a second aspect of the present invention, there is provided a method for generating a nicotine-containing aerosol from an aerosol-forming substrate in an aerosol-generating system on which a user puffs upon use, the aerosol-forming substrate comprising a liquid mixture containing nicotine and a first aerosol-forming substance, wherein wherein the first aerosolizing agent has a boiling point higher than that of nicotine, the method comprising:
поддержание субстрата, образующего аэрозоль, в пределах первого диапазона температур между затяжками, осуществляемыми пользователем; иmaintaining the aerosol-forming substrate within the first temperature range between puffs performed by the user; And
нагревание субстрата, образующего аэрозоль, до второй температуры выше первого диапазона температур во время затяжек, осуществляемых пользователем, для предпочтительного испарения никотина относительно первого вещества для образования аэрозоля.heating the aerosol generating substrate to a second temperature above the first temperature range during puffs performed by the user to preferentially vaporize the nicotine relative to the first aerosol generating substance.
Предпочтительно вторая температура ниже температуры кипения первого вещества для образования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать второе вещество для образования аэрозоля, причем второе вещество для образования аэрозоля имеет более низкую температуру кипения, чем первое вещество для образования аэрозоля.Preferably the second temperature is below the boiling point of the first aerosol forming agent. The aerosol forming substrate may comprise a second aerosol forming agent, wherein the second aerosol forming substance has a lower boiling point than the first aerosol forming substance.
Первый диапазон температур может быть ниже температуры кипения никотина и второго вещества для образования аэрозоля.The first temperature range may be below the boiling point of nicotine and the second aerosol forming agent.
Следует понимать, что признаки, описанные в отношении первого аспекта настоящего изобретения, применимы и ко второму аспекту настоящего изобретения.It should be understood that the features described in relation to the first aspect of the present invention apply to the second aspect of the present invention.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущественное испарение никотина, что приводит к более высокой концентрации никотина в генерируемом аэрозоле, чем в жидком субстрате, образующем аэрозоль. Это позволяет обеспечивать удовлетворительные ощущения у пользователя, даже при использовании жидкости с низкой концентрацией никотина. Это помогает людям бросить курить обычные сигареты. Это также позволяет использовать жидкость с низкой концентрацией никотина, с которой легче обращаться во время транспортировки, а также во время использования, что особенно актуально для повторно заправляемых систем.The present invention provides for preferential evaporation of nicotine, resulting in a higher concentration of nicotine in the generated aerosol than in the liquid substrate forming the aerosol. This makes it possible to provide a satisfactory user experience even when using a low nicotine concentration liquid. It helps people to quit smoking regular cigarettes. It also allows the use of a low nicotine concentration liquid that is easier to handle during transport as well as during use, which is especially true for refillable systems.
Варианты осуществления изобретения будут далее описаны лишь в качестве примера со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:Embodiments of the invention will now be described by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
на Фиг. 1 представлено упрощенное поперечное сечение системы, генерирующей аэрозоль, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;in FIG. 1 is a simplified cross section of an aerosol generating system in accordance with an embodiment of the present invention;
на Фиг. 2 представлен вид в перспективе системы, изображенной на Фиг. 1;in FIG. 2 is a perspective view of the system shown in FIG. 1;
на Фиг. 3 представлен поток воздуха через систему, изображенную на Фиг. 1; иin FIG. 3 shows the airflow through the system shown in FIG. 1; And
Фиг. 4 представляет собой график зависимости подачи мощности от времени в течение сеанса использования системы.Fig. 4 is a plot of power delivery versus time during a system session.
В системах, генерирующих аэрозоль для вдыхания пользователем путем нагревания субстрата, образующего аэрозоль, обычно применяются два разных типа управления нагревом. Наиболее распространенный тип управления нагревом для жидкого субстрата, образующего аэрозоль, представляет собой так называемый «импульсный» нагрев, при котором некоторое количество жидкости быстро нагревается в течение короткого периода времени для генерирования пара. Указанный импульсный нагрев может совпадать по времени с осуществляемыми пользователем затяжками или вдыханиями аэрозоля, так что аэрозоль генерируется лишь во время затяжек, осуществляемых пользователем. Импульсный нагрев также используется для испарения тонких пленок или покрытий субстрата, образующего аэрозоль. Другой тип управления нагревом представляет собой так называемый «непрерывный» нагрев, при котором субстрат, образующий аэрозоль, нагревают в течение длительного периода, независимо от затяжек или вдыхания, осуществляемых пользователем. Этот тип управления нагреванием больше распространен при нагревании большего количества твердого субстрата, образующего аэрозоль, такого как табачные стержни.Systems that generate an aerosol for inhalation by a user by heating an aerosol-generating substrate typically employ two different types of heat control. The most common type of heat control for an aerosol-forming liquid substrate is so-called "impulse" heating, in which a quantity of liquid is rapidly heated over a short period of time to generate steam. Said pulsed heating can be timed to coincide with user puffs or aerosol inhalations so that aerosol is only generated during user puffs. Pulsed heating is also used to vaporize thin films or coatings of an aerosol-forming substrate. Another type of heat control is so-called "continuous" heating, in which the aerosol-forming substrate is heated for an extended period, regardless of puffs or inhalations performed by the user. This type of heat control is more common when heating a larger amount of solid aerosol forming substrate such as tobacco rods.
В вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, используется сочетание непрерывного нагрева и импульсного нагрева для обеспечения предпочтительного испарения никотина из жидкой смеси с генерированием большего количества конденсированного вещества в аэрозоле (ACM) во время затяжки, осуществляемой пользователем. Предпочтительное испарение никотина означает, что никотин испаряется с существенно более высокой скоростью, чем по меньшей мере один другой компонент жидкой смеси, так что концентрация никотина в генерируемом паре выше, чем в жидкой смеси. Использование жидкой смеси, содержащей вещество для образования аэрозоля с более высокой температурой кипения, чем у никотина (или более низким парциальным давлением пара, чем у никотина), и сочетания непрерывного нагрева и импульсного нагрева позволяет достичь значительного повышения концентрации никотина в паре и, следовательно, в генерируемом аэрозоле. Поддержание жидкой смеси при температуре, более близкой к точке кипения никотина, чем к точке кипения вещества для образования аэрозоля, между затяжками, способствует преимущественному испарению никотина. Повышение температуры или повышение мощности, подаваемой на нагревательный элемент во время затяжек, осуществляемых пользователем, обеспечивает возможность доставки желаемого общего количества ACM и никотина при каждой затяжке, осуществляемой пользователем.The embodiments described herein use a combination of continuous heating and pulsed heating to provide preferential vaporization of nicotine from the liquid mixture to generate more condensed matter in the aerosol (ACM) during the puff performed by the user. Preferential nicotine vaporization means that the nicotine vaporizes at a substantially higher rate than at least one other component of the liquid mixture, so that the concentration of nicotine in the generated vapor is higher than in the liquid mixture. The use of a liquid mixture containing an aerosolizing agent with a higher boiling point than nicotine (or a lower vapor partial pressure than nicotine) and a combination of continuous heating and pulsed heating can achieve a significant increase in the concentration of nicotine in the vapor and, therefore, in the generated aerosol. Maintaining the liquid mixture at a temperature closer to the boiling point of nicotine than the boiling point of the aerosol-forming agent between puffs favors the evaporation of nicotine. Increasing the temperature or power applied to the heating element during user puffs allows the desired total amount of ACM and nicotine to be delivered with each user puff.
Предпочтительное испарение никотина позволяет использовать жидкие смеси с более низкими концентрациями никотина. Это дает преимущество, поскольку более низкие концентрации никотина в жидкости облегчают обращение с жидкостью во время производства, транспортировки и использования, что особенно полезно, если конечным пользователям необходимо перезаполнять системы, генерирующие аэрозоль, жидкостью. Это также позволяет использовать жидкости, которые четко соответствуют национальным или международным нормам, в то же время обеспечивая удовлетворительные ощущения для пользователя.The preferred evaporation of nicotine allows the use of liquid mixtures with lower concentrations of nicotine. This is advantageous because the lower concentrations of nicotine in the liquid make it easier to handle the liquid during manufacture, transport and use, which is especially useful if end users need to refill aerosol generating systems with liquid. It also allows the use of fluids that clearly comply with national or international regulations while still providing a satisfying user experience.
На Фиг. 1 показано упрощенное поперечное сечение системы 10, генерирующей аэрозоль, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Система, показанная на Фиг. 1, содержит картридж 20 и часть 40 устройства, которые соединены вместе. On FIG. 1 shows a simplified cross section of an
Картридж содержит запас жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и нагреватель в сборе. Часть устройства содержит источник питания и схему управления. Часть устройства выполняет функцию подачи электропитания на нагреватель в сборе в картридже с целью испарения жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается потоком воздуха через систему, причем поток воздуха образуется в результате осуществления пользователем затяжек через мундштук картриджа. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, охлаждается в потоке воздуха для образования аэрозоля, прежде чем втягивается в рот пользователя. The cartridge contains a supply of liquid substrate forming an aerosol and a heater assembly. Part of the device contains a power supply and a control circuit. A portion of the apparatus has the function of supplying power to the heater assembly in the cartridge for the purpose of evaporating the aerosol-forming liquid substrate. The vaporized aerosol-forming substrate is entrained in an airflow through the system, the airflow generated as a result of the user puffing through the mouthpiece of the cartridge. The vaporized aerosol-forming substrate is cooled in an aerosol-forming air stream before being drawn into the user's mouth.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе системы, показанной на Фиг. 1. Система, содержащая такие же аппаратные компоненты, описана в WO2018/019485.Fig. 2 is a perspective view of the system shown in FIG. 1. A system containing the same hardware components is described in WO2018/019485.
Часть 40 устройства содержит корпус 46, содержащий литий-ионную батарею 42 и схему 44 управления. Часть устройства также содержит подпружиненные элементы электрических контактов (не показаны), выполненные с возможностью соединения с электрическими контактными площадками на нагревателе в сборе в картридже. Предусмотрена кнопка 41, которая активирует переключатель на схеме управления для активации устройства. Когда устройство активировано, схема управления подает питание от батареи на нагреватель в картридже.The
Картридж 20 имеет мундштучный конец, содержащий мундштук 23, через который пользователь может выполнить затяжку. Мундштучный конец удален от части устройства. Конец устройства картриджа находится вблизи части устройства. The
Картридж 20 содержит корпус 22. Внутри корпуса находится емкость 24 или контейнер для хранения, удерживающая(ий) жидкий субстрат 26, образующий аэрозоль. Контейнер для хранения открыт на конце устройства. Нагреватель в сборе, содержащий плоский сетчатый нагревательный элемент, удерживается на крышке 30 нагревателя. Крышка нагревателя размещена на открытом конце контейнера для хранения. Материал 32 для удержания жидкости помещен внутрь крышки. Капиллярный материал 31 расположен между нагревателем 28 в сборе и материалом 32 для удержания. Защитная крышка 33 помещена в корпус и удерживает нагреватель в сборе и крышку нагревателя в контейнере для хранения. Защитная крышка также покрывает нагревательный элемент и защищает его от повреждений.The
Крышка 30 нагревателя имеет отверстие, образованное на передней поверхности, и нагреватель в сборе проходит поперек отверстия. Нагреватель в сборе содержит пару электрических контактных площадок, прикрепленных к крышке нагревателя, и нагревательный элемент, содержащий сетку электрически проводящих нитей нагрева, перекрывающих отверстие и прикрепленных к электрическим контактам на противоположных сторонах отверстия. Нагреватель в сборе этого типа описан в документе WO2015/117702.The
Как видно на Фиг. 1, когда защитная крышка 33 находится на месте в картридже, она прижимается к периферии нагревателя в сборе, но не находится в контакте с нагревательным элементом. Путь потока воздуха внутрь и из нагревательного элемента проходит между защитной крышкой 33 и нагревателем в сборе 28, а также контейнером 24 для хранения, как будет описано более подробно со ссылкой на Фиг. 3.As seen in FIG. 1, when the
Защитная крышка выполнена в форме, обеспечивающей барьер между путем потока воздуха, проходящего мимо нагревательного элемента, и электрическими контактными площадками. Защитная крышка соприкасается с нагревателем в сборе между открытой частью контактных площадок и центральной частью нагревательного элемента, чтобы обеспечить этот барьер и прикрепить нагреватель в сборе к контейнеру для хранения. Это расположение уменьшает вероятность появления протекшего или конденсированного жидкого субстрата, образующего аэрозоль, загрязняющего контактные поверхности электрических контактных площадок и элементы электрического контакта. Более того, чтобы в дальнейшем сократить вероятность попадания протекшей или конденсированной жидкости из пути потока воздуха на другие компоненты системы и их загрязнения, слой материала для удержания жидкости (не показан на фигурах) может быть нанесен на внутреннюю часть защитной крышки или на внешнюю часть контейнера для хранения с целью поглощения жидкости, которая сконденсировалась внутри пути потока воздуха.The protective cover is shaped to provide a barrier between the airflow path past the heating element and the electrical contact pads. The protective cap contacts the heater assembly between the open portion of the pads and the central portion of the heating element to provide this barrier and secure the heater assembly to the storage container. This arrangement reduces the likelihood of a leaked or condensed liquid substrate forming an aerosol contaminating the contact surfaces of the electrical contact pads and electrical contact elements. Moreover, to further reduce the chance of leaking or condensed liquid from the airflow path to other components of the system and contaminating them, a layer of liquid containment material (not shown in the figures) can be applied to the inside of the protective cover or to the outside of the container for storage to absorb liquid that has condensed inside the airflow path.
Картридж 20 присоединен к части 40 устройства посредством нажимного соединения. Корпус картриджа образован с возможностью соединения картриджа 20 с частью 40 устройства только в двух ориентациях, обеспечивая расположение подпружиненных элементов электрического контакта в отверстиях и соединение с контактными площадками нагревателя в сборе. Соединяющее ребро 48 части устройства зацепляется за углубление 25 на корпусе картриджа, чтобы удержать картридж и часть устройства вместе.The
Корпус 22 картриджа и контейнер 24 для хранения сформованы в виде одной части и выполнены из полипропилена. Материал 32 для удержания жидкости образован из сополимера полипропилена PET. Капиллярный материал 31 образован из стекловолокна. Крышка нагревателя выполнена из полиэфирэфиркетона (PEEK). Нагревательный элемент выполнен из нержавеющей стали, а электрические контактные площадки - из олова. Защитная крышка выполнена из жидкокристаллического полимера (LCP).The
Чтобы собрать картридж, контейнер для хранения сначала наполняют субстратом, образующим аэрозоль. Материал 32 для удержания жидкости затем размещают внутри открытого конца контейнера для хранения, а капиллярный материал 31 помещают на материал для удержания жидкости. Затем крышку нагревателя, к которой уже прикреплен нагреватель в сборе, помещают в открытый конец контейнера для хранения. Контейнер для хранения и крышка нагревателя могут содержать специальные компоненты, гарантирующие правильное размещение крышки нагревателя на контейнере для хранения. Защитную крышку 33 затем прикрепляют к корпусу 22, чтобы удерживать на месте все компоненты картриджа.To assemble the cartridge, the storage container is first filled with an aerosol-forming substrate. The
Система представляет собой систему, удерживаемую рукой, имеющую такой размер, чтобы она удобно помещалась в руке пользователя. Во время использования, после соединения картриджа и части устройства, пользователь нажимает кнопку 41, чтобы активировать устройство. Затем пользователь делает затяжку через мундштук 23, втягивая воздух через систему. Схема управления подает мощность на нагреватель в сборе непрерывно после активации устройства и на основе обнаруженных затяжек, выполняемых пользователем, как будет описано ниже. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, проходит через нагревательный элемент и увлекается потоком воздуха, проходящим через систему.The system is a hand held system sized to fit comfortably in the user's hand. During use, after connecting the cartridge and part of the device, the user presses the
Затяжки, осуществляемые пользователем, обнаруживаются датчиком потока (не показан), находящимся внутри части устройства, но пребывающем в сообщении по текучей среде с потоком воздуха через устройство. Однако в другом варианте осуществления датчик потока может отсутствовать, и пользователь должен нажимать кнопку 41 непосредственно перед каждой затяжкой.Puffs made by the user are detected by a flow sensor (not shown) located within a portion of the device but in fluid communication with airflow through the device. However, in another embodiment, the flow sensor may be omitted and the user must press the
На Фиг. 3 показан поток воздуха, проходящий через картридж, когда пользователь делает затяжку через мундштук 23. Воздух втягивается в систему через впускные отверстия 60, образованные между корпусом части устройства и корпусом 22 картриджа. Воздух затем проходит через отверстия, образованные в связующей детали части устройства, и внутрь полости, образованной между частью устройства и защитной крышкой 33. Затем воздух втягивается внутрь картриджа как через впускные отверстия 37 для воздуха на передней стенке защитной крышки, так и через впускные отверстия 50 для воздуха для разбавления. Воздух, втягиваемый через впускные отверстия 37 для воздуха, сталкивается с нагревательным элементом и захватывает испаренный субстрат, образующий аэрозоль. Смесь воздуха и пара вытягивается от нагревательного элемента по пути 54 потока воздуха между защитной крышкой 33 и контейнером 24 для хранения. Воздух, втянутый внутрь через впускные отверстия 50 для воздуха для разбавления, смешивается со смесью пара/воздуха из нагревателя в сборе. По мере прохождения смеси по пути 54 потока воздуха пар охлаждается и образуется аэрозоль. Аэрозоль втягивается в рот пользователя через мундштук 23.On FIG. 3 shows the flow of air through the cartridge when the user takes a puff through the
Путь потока воздуха включает изгиб в 90 градусов, повторяющий внешнюю форму контейнера для хранения. Любые крупные капли жидкости или мусор не преодолеют изгиб на пути потока воздуха, а попадут на защитную крышку 33. Это способствует подаче пользователю только требуемого аэрозоля.The airflow path includes a 90 degree bend to follow the outer shape of the storage container. Any large liquid droplets or debris will not overcome the kink in the airflow path, but will land on the
На Фиг. 4 проиллюстрирована подача мощности на нагревательный элемент во время работы системы типа, показанного на Фиг. 1, с целью предпочтительного испарения никотина относительно глицерина в жидкой смеси. Система активируется в момент времени t=0 пользователем, нажимающим кнопку 41. Схема 44 управления подает приблизительно 2 Вт на нагревательный элемент. Это повышает температуру жидкости вблизи нагревательного элемента до температуры от 180 до 200 градусов по Цельсию. Когда датчик потока обнаруживает затяжку, осуществляемую пользователем, схема управления обеспечивает короткое резкое повышение мощности. В данном примере схема управления подает 3 Вт мощности в течение 3 секунд. Благодаря потоку воздуха, проходящему мимо нагревательного элемента во время затяжки, осуществляемой пользователем, происходит охлаждение нагревательного элемента, а также уменьшение давления вблизи нагревательного элемента. Это означает, что в течение периода, когда подается более высокая мощность, имеет место лишь ограниченное увеличение температуры нагревательного элемента, но при этом значительное увеличение количества испарения жидкости. В данном примере нагревательный элемент достигает температуры не более 220 градусов Цельсия во время каждой затяжки, осуществляемой пользователем.On FIG. 4 illustrates the power supply to the heating element during operation of a system of the type shown in FIG. 1 to preferentially vaporize nicotine over glycerol in the liquid mixture. The system is activated at time t=0 by the user pressing the
В данном примере жидкий субстрат 26, образующий аэрозоль, содержит 74% по массе глицерина, 24% по массе пропиленгликоля и 2% по массе никотина. Эта смесь может быть нагрета таким образом, чтобы никотин испарялся предпочтительно относительно глицерина. При нормальный условиях точка кипения никотина - 247 градусов Цельсия, глицерина - 290 градусов Цельсия, пропиленгликоля - 188 градусов Цельсия.In this example, the aerosolizing
Было обнаружено, что эта стратегия управления нагревом обеспечивает почти 4% по массе никотина и менее 74% по массе глицерина в доставляемом аэрозоле в среднем на протяжении первых восьми затяжек сеанса использования.This heat management strategy has been found to deliver nearly 4% by weight of nicotine and less than 74% by weight of glycerol in the delivered aerosol, on average, over the first eight puffs of a usage session.
Дополнительная мощность, подаваемая во время затяжек, увеличивает количество конденсированного вещества в аэрозоле (ACM) и общее количество доставляемого никотина по сравнению с постоянной подачей 2 Вт на протяжении всего сеанса. В частности, содержание ACM повышается с 1,4 до 2 мг/затяжку, а никотина - с приблизительно 20 до 50 мкг/затяжку.The extra power delivered during puffs increases the amount of condensed matter in the aerosol (ACM) and the total amount of nicotine delivered compared to a constant supply of 2W throughout the entire session. Specifically, ACM levels rise from 1.4 to 2 mg/puff, and nicotine from about 20 to 50 µg/puff.
В другом примере жидкий субстрат 26, образующий аэрозоль, содержит 98% по массе растительного глицерина, 24% и 2% по массе никотина. Используется та же стратегия управления мощностью, как и показанная на Фиг. 4. Полученный аэрозоль содержит 2,8% по массе никотина в среднем в течение первых восьми затяжек, что снова превышает концентрацию никотина в жидкости.In another example, the aerosolizing
Дополнительная мощность, подаваемая во время затяжек, увеличивает количество конденсированного вещества в аэрозоле (ACM) и общее количество доставляемого никотина по сравнению с постоянной подачей 2 Вт на протяжении всего сеанса. В частности, содержание ACM повышается с 1,4 до 2,25 мг/затяжку, а никотина - с приблизительно 32 до 40 мкг/затяжку. The extra power delivered during puffs increases the amount of condensed matter in the aerosol (ACM) and the total amount of nicotine delivered compared to a constant supply of 2W throughout the entire session. Specifically, ACM increased from 1.4 to 2.25 mg/puff and nicotine from approximately 32 to 40 μg/puff.
Было обнаружено, что подача мощности, превышающей 3 Вт, во время затяжек, осуществляемых пользователем, дополнительно повышает ACM и общий доставляемый никотин, но не приводит к существенному улучшению процентной массовой доли никотина в доставляемом аэрозоле.It has been found that delivering power in excess of 3 watts during user puffs further increases ACM and total nicotine delivered, but does not significantly improve the nicotine weight percentage of delivered aerosol.
В приведенных выше примерах мощность подают на основе предварительно заданных уровней мощности. Вместо этого возможно управление на основе требуемых температур. Температура нагревательного элемента может быть определена путем отслеживания его сопротивления или посредством использования отдельного специализированного датчика температуры. Например, нагревательный элемент может поддерживаться при первой температуре, например, 200 градусов Цельсия, между затяжками, осуществляемыми пользователем, а во время каждой затяжки, осуществляемой пользователем, мощность может повышаться на 1 Вт, или температура может повышаться на 20 градусов Цельсия. Могут применяться различные комбинации управления на основе мощности или температуры. Управление температурой может быть основано на диапазонах температур, а не на отдельных целевых температурах. Управление мощностью может осуществляться путем управления коэффициентом заполнения импульсной последовательности тока, подаваемого на нагревательный элемент или элементы.In the examples above, power is supplied based on predetermined power levels. Instead, control based on desired temperatures is possible. The temperature of the heating element can be determined by monitoring its resistance or by using a separate dedicated temperature sensor. For example, the heating element may be maintained at a first temperature, such as 200 degrees Celsius, between user puffs, and during each user puff, the power may increase by 1 W, or the temperature may increase by 20 degrees Celsius. Different combinations of control based on power or temperature can be applied. Temperature control may be based on temperature ranges rather than individual target temperatures. The power control may be accomplished by controlling the duty cycle of the current pulse train applied to the heating element or elements.
Также возможно использовать ту же стратегию управления, используя разные типы нагревателя. Требуемый уровень мощности будет зависеть от свойств нагревательного элемента, а также от того, является ли он резистивным нагревателем, в частности, от его электрического сопротивления.It is also possible to use the same control strategy using different heater types. The power level required will depend on the properties of the heating element, as well as whether it is a resistance heater, in particular its electrical resistance.
Разные пользователи могут предпочитать разные свойства аэрозоля. Соответственно, также возможно обеспечить возможность установки пользователем первой мощности или первой температуры первого диапазона температур либо второй мощности или второй температуры, или любой комбинации этих параметров. Схема управления может быть выполнена с возможностью программирования пользователем с помощью подходящего пользовательского интерфейса, либо на системе, либо на подключенном компьютере, планшете или смартфоне.Different users may prefer different aerosol properties. Accordingly, it is also possible to allow the user to set the first power or the first temperature of the first temperature range, or the second power or the second temperature, or any combination of these parameters. The control circuitry may be user programmable using a suitable user interface, either on the system or on a connected computer, tablet or smartphone.
Также возможна автоматическая установка первой мощности или первой температуры первого диапазона температур либо второй мощности или второй температуры, или любой комбинации этих параметров на основе вида жидкой смеси, используемой в качестве субстрата, образующего аэрозоль. Вид жидкой смеси может определяться путем считывания штрих-кода или других знаков на картридже, или может вводиться пользователем с помощью подходящего пользовательского интерфейса либо на системе, либо на подключенном компьютере, планшете или смартфоне. Разные жидкие смеси может быть полезно нагревать до разных температур.It is also possible to automatically set the first power or the first temperature of the first temperature range, or the second power or the second temperature, or any combination of these parameters based on the type of liquid mixture used as the aerosol forming substrate. The type of liquid mixture may be determined by reading a barcode or other indicia on the cartridge, or may be entered by the user through a suitable user interface, either on the system or on a connected computer, tablet, or smartphone. It can be useful to heat different liquid mixtures to different temperatures.
Вышеописанные примеры вариантов осуществления являются иллюстративными, а не ограничивающими. После ознакомления с представленными в качестве примера вариантами осуществления, рассмотренными выше, специалисту в данной области техники будут очевидны другие варианты осуществления, соответствующие вышеописанным представленным в качестве примера вариантам осуществления.The above examples of embodiments are illustrative and not restrictive. Upon reading the exemplary embodiments discussed above, those skilled in the art will recognize other embodiments corresponding to the exemplary embodiments described above.
Claims (22)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18197788.5 | 2018-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021108096A RU2021108096A (en) | 2022-10-28 |
| RU2789880C2 true RU2789880C2 (en) | 2023-02-14 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2047880A1 (en) * | 2006-08-01 | 2009-04-15 | Japan Tobacco Inc. | Aerosol suction device, and its sucking method |
| WO2013098398A2 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Philip Morris Products S.A. | Aerosol generating system with consumption monitoring and feedback |
| RU2605837C2 (en) * | 2011-10-27 | 2016-12-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Electrically operated aerosol generating system having aerosol production control |
| RU2613785C2 (en) * | 2011-10-27 | 2017-03-21 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol generating system with improved aerosol production |
| US20180020735A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Altria Client Services Llc | Heater management |
| US20180116292A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-05-03 | Juul Labs, Inc. | Anenometric-assisted control of a vaporizer |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2047880A1 (en) * | 2006-08-01 | 2009-04-15 | Japan Tobacco Inc. | Aerosol suction device, and its sucking method |
| RU2605837C2 (en) * | 2011-10-27 | 2016-12-27 | Филип Моррис Продактс С.А. | Electrically operated aerosol generating system having aerosol production control |
| RU2613785C2 (en) * | 2011-10-27 | 2017-03-21 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol generating system with improved aerosol production |
| WO2013098398A2 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Philip Morris Products S.A. | Aerosol generating system with consumption monitoring and feedback |
| US20180020735A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Altria Client Services Llc | Heater management |
| US20180116292A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-05-03 | Juul Labs, Inc. | Anenometric-assisted control of a vaporizer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7698023B2 (en) | Aerosol generation system providing preferential evaporation of nicotine | |
| RU2731595C2 (en) | Cartridge for aerosol generating system with heater protection | |
| KR102148142B1 (en) | An aerosol generating device with a capillary interface | |
| RU2756803C2 (en) | Aerosol generating system containing several aerosol forming substrates and piercing element | |
| KR101921347B1 (en) | An aerosol generating system with leakage prevention | |
| CN113286527A (en) | Nebulizer and aerosol-generating system comprising a nebulizer | |
| KR102790286B1 (en) | Aerosol generating device having a movable component for delivering an aerosol forming agent | |
| RU2789880C2 (en) | Aerosol generation device and method for generation of nicotine-containing aerosol | |
| EP4444120B1 (en) | Hybrid aerosol-generating system with modular consumable | |
| RU2783933C2 (en) | Heater assembly with heating element isolated from liquid reserve | |
| RU2792800C2 (en) | Aerosol generating device with transfer component for moving aerosol-generating substrate | |
| RU2791708C1 (en) | Aerosol generating device with an offset channel for air flow | |
| RU2805451C2 (en) | Nebulizer for electrically heated aerosol generating system, electrically heated aerosol generating system (embodiments) and cartridge for aerosol generating system | |
| RU2814485C2 (en) | Aerosol generating system and leak proof cartridge | |
| RU2802359C2 (en) | Method for aerosol generation and aerosol generation system |