RU2846171C2 - Узел нагревателя с герметичным путем потока воздуха - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к узлу (1) нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль. Технический результат состоит в улучшенной герметизации пути потока воздуха узла (1). Для этого узел (1) нагревателя содержит: первый кожух (2) нагревателя, содержащий впускное отверстие для воздуха; второй кожух (4) нагревателя, содержащий выпускное отверстие (10) для аэрозоля; и нагревательную камеру (6) для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательная камера (6) находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием (10) для аэрозоля с определением пути потока воздуха через узел нагревателя; при этом узел (1) нагревателя дополнительно содержит: крепление (8) нагревателя, при этом нагревательная камера (6) установлена на креплении (8) нагревателя; и уплотнение (30) для герметизации пути потока воздуха; при этом уплотнение (30) установлено на креплении (8) нагревателя так, что уплотнение (30) расположено на расстоянии от нагревательной камеры (6). 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к узлу нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль (для генерирования аэрозоля). Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему узел нагревателя. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к удерживаемому рукой электрическому устройству, генерирующему аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля и доставки аэрозоля в рот пользователя. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль (для генерирования аэрозоля), содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и субстрат, образующий аэрозоль.

Устройства, генерирующие аэрозоль, которые нагревают субстрат, образующий аэрозоль, для получения аэрозоля без сжигания субстрата, образующего аэрозоль, известны в области техники. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно обеспечен внутри изделия, генерирующего аэрозоль, вместе с другими компонентами, такими как фильтры. Изделие, генерирующее аэрозоль (для генерирования аэрозоля), может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент обычно расположен в нагревательной камере или вокруг нее для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, после того, как изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль.

Нагревательная камера может быть расположена внутри кожуха устройства, генерирующего аэрозоль, и образовывать часть пути потока воздуха через устройство, генерирующее аэрозоль. Является известным обеспечение уплотнений вокруг пути потока воздуха и между нагревательной камерой и кожухом с целью предотвращения утечки аэрозоля из пути потока воздуха в другие части устройства, генерирующего аэрозоль, что может вызвать повреждение электронных компонентов устройства. Уплотнения могут быть расположены в непосредственном контакте с нагревательной камерой и, следовательно, обычно выполнены из теплостойкого полимера, такого как силикон или полисилоксан. Тем не менее воздействие на такие полимерные уплотнения температур нагревания нагревательной камеры может приводить к возникновению нежелательных побочных продуктов, которые могут загрязнять аэрозоль. Кроме того, такие температуры нагревания могут ухудшать уплотнения со временем.

Для нагревания нагревательной камеры устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать гибкий нагревательный элемент, расположенный вокруг нагревательной камеры. Для обеспечения возможности прямого контакта между уплотнениями и нагревательной камерой и уменьшения нагревания уплотнений предпринимались попытки удалить уплотнения от нагревательного элемента, например, на расположенном дальше по ходу потока конце нагревательной камеры. Тем не менее это может привести к необходимости в нарушении общих размеров устройства, генерирующего аэрозоль, например, путем использования более длинной нагревательной камеры, что увеличивает потребление энергии нагревательной камеры и снижает эффективность устройства, генерирующего аэрозоль. Кроме того, увеличение длины нагревательной камеры может привести к окружению нагревательной камерой других компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, таких как фильтры, которые могут опосредованно нагреваться ввиду проведения тепла через нагревательную камеру. Нагревание фильтров приводит к нежелательной трате энергии.

Альтернативой увеличению длины нагревательной камеры может быть уменьшение длины нагревательного элемента, окружающего нагревательную камеру. Тем не менее это может привести к тому, что часть субстрата, образующего аэрозоль, не покрыта или не окружена нагревательным элементом, так что тепло должно пройти большее расстояние вдоль длины нагревательной камеры для нагревания этой части субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению прохождением относительно небольшого расстояния через толщину стенки нагревательной камеры. Поэтому часть субстрата, образующего аэрозоль, которая не окружена нагревательным элементом, может быть нагрета менее эффективно, чем часть, которая окружена нагревательным элементом. Следовательно, часть субстрата, образующего аэрозоль, которая не окружена нагревательным элементом, может иметь более низкую температуру, чем часть, которая окружена нагревательным элементом, что может привести к преждевременному конденсированию аэрозоля в более холодной части. Это может привести к доставке меньшего количества аэрозоля пользователю.

Еще один недостаток использования полимерных уплотнений между нагревательной камерой и кожухом устройства заключается в том, что они обеспечивают путь проведения тепла, который передает тепло от нагревательной камеры на материалы, окружающие нагревательную камеру. Это потерянное тепло уменьшает тепло, доступное для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и снижает эффективность устройства, генерирующего аэрозоль.

Дополнительной проблемой, с которой сталкиваются при герметизации путей потока воздуха внутри устройств, генерирующих аэрозоль, являются допустимые технологические отклонения. Варьирование размеров компонентов ввиду допустимых технологических отклонений может привести к плохому взаимодействию между компонентами и, возможно, к зазорам, через которые аэрозоль может вытекать. Получение хорошего уплотнительного взаимодействия между компонентами обычно требует строгих допустимых технологических отклонений, которых может быть затруднительно добиться в технологиях быстрого изготовления, таких как литье под давлением.

Было бы желательно обеспечить узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенной герметизацией его пути потока воздуха. Было бы желательно обеспечить узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, который является более энергосберегающим и улучшает доставку аэрозоля пользователю. Было бы желательно обеспечить узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, который способен лучше поглощать допустимые технологические отклонения.

Согласно примеру настоящего изобретения предложен узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль. Узел нагревателя может содержать первый кожух нагревателя. Первый кожух нагревателя может содержать впускное отверстие для воздуха. Узел нагревателя может содержать второй кожух нагревателя. Второй кожух нагревателя может содержать выпускное отверстие для аэрозоля. Узел нагревателя может содержать нагревательную камеру для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательная камера может быть в сообщении по текучей среде с впускным отверстием для воздуха. Нагревательная камера может быть в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием для аэрозоля. Нагревательная камера может быть в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для аэрозоля с определением пути потока воздуха через узел нагревателя. Узел нагревателя может содержать крепление нагревателя. Нагревательная камера может быть установлена на креплении нагревателя. Узел нагревателя может содержать уплотнение для герметизации пути потока воздуха. Уплотнение может быть установлено на креплении нагревателя. Уплотнение может быть расположено на расстоянии от нагревательной камеры.

Согласно примеру настоящего изобретения предложен узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль. Узел нагревателя содержит: первый кожух нагревателя, содержащий впускное отверстие для воздуха; второй кожух нагревателя, содержащий выпускное отверстие для аэрозоля; и нагревательную камеру для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательная камера находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для аэрозоля с определением пути потока воздуха через узел нагревателя. Узел нагревателя дополнительно содержит крепление нагревателя. Нагревательная камера установлена на креплении нагревателя. Узел нагревателя дополнительно содержит уплотнение для герметизации пути потока воздуха. Уплотнение установлено на креплении нагревателя так, что оно расположено на расстоянии от нагревательной камеры.

Одно преимущество установки уплотнения на креплении нагревателя, а не на нагревательной камере, заключается в том, что предотвращается контакт между уплотнением и нагревательной камерой. Кроме того, уплотнение предпочтительно установлено на креплении нагревателя так, что оно расположено на расстоянии или удалено от нагревательной камеры. Это расстояние между нагревательной камерой и уплотнением означает, что у уплотнения поддерживается более низкая температура, чем у нагревательной камеры, и оно не перегревается. Поскольку уплотнение не подвергается высоким тепловым нагрузкам, то может быть получена улучшенная герметизация пути потока воздуха через узел нагревателя.

Еще одно преимущество установки уплотнения на креплении нагревателя, а не на нагревательной камере, заключается в том, что на концах нагревательной камеры не требуется пространство для обеспечения возможности прямого контакта между полимерными уплотнениями и нагревательной камерой. Любое пространство на одном или более концах нагревательной камеры, например для предотвращения прямого контакта между нагревательным элементом и окружающими кожухами нагревателя, может быть значительно уменьшено. Это означает, что могут быть использованы более короткие нагревательные камеры и может быть нагрета большая часть длины нагревательной трубки. Это делает возможным более эффективное нагревание субстрата, образующего аэрозоль.

Узел нагревателя согласно настоящему изобретению также менее подвержен допустимым технологическим отклонениям, поскольку уплотнение способно поглощать по меньшей мере часть допустимых технологических отклонений для обеспечения улучшенной герметизации, как рассмотрено более подробно ниже.

Выпускное отверстие для аэрозоля может быть отверстием для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Аэрозоль может выходить из отверстия через изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное в нагревательной камере.

Первый и второй кожухи нагревателя могут быть прикреплены друг к другу. Первый и второй кожухи нагревателя могут охватывать нагревательную камеру и крепление нагревателя. Уплотнение может быть расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью одного из первого и второго кожухов нагревателя. Эта компоновка обеспечивает уплотнение между креплением нагревателя и одним из первого и второго кожухов нагревателя для эффективной герметизации по меньшей мере части пути потока воздуха через узел нагревателя для предотвращения утечки аэрозоля из пути потока воздуха в устройство, генерирующее аэрозоль.

Первый и второй кожухи нагревателя могут быть прикреплены друг к другу посредством крепежного элемента. Первый и второй кожухи нагревателя могут быть прикреплены друг к другу посредством нескольких крепежных элементов. Несколько крепежных элементов могут быть симметрично распределены вокруг первого и второго кожухов нагревателя. Крепежный элемент или несколько крепежных элементов могут содержать резьбовой крепежный элемент, такой как болт. Крепежный элемент или несколько крепежных элементов могут содержать крепежный элемент замкового соединения.

Первый и второй кожухи нагревателя могут быть радиально удалены от нагревательной камеры и крепления нагревателя с определением полого воздушного зазора вокруг нагревательной камеры и крепления нагревателя. Предпочтительно полый воздушный зазор помогает обеспечить теплоизоляцию нагревательной камеры, что помогает уменьшить тепловые потери от нагревательной камеры и также помогает уменьшить теплопередачу наружу узла нагревателя.

При необходимости уплотнение может быть расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью первого кожуха нагревателя. В качестве альтернативы уплотнение может быть расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью второго кожуха нагревателя.

Уплотнение может быть установлено на первой стороне крепления нагревателя. Нагревательная камера может быть установлена на второй стороне крепления нагревателя. Вторая сторона может быть аксиально противоположной первой стороне. Уплотнение может быть установлено на первом конце крепления нагревателя. Нагревательная камера может быть установлена на втором конце крепления нагревателя. Второй конец может быть аксиально противоположным первому концу. Одно преимущество установки уплотнения на стороне или конце крепления нагревателя, аксиально противоположной первой стороне или концу, заключается в том, что уплотнение может прикладывать аксиальную силу к креплению нагревателя, которое, в свою очередь, может прикладывать аксиальную силу к нагревательной камере. Приложение аксиальной силы обеспечивает взаимодействие нагревательной камеры и крепления нагревателя друг с другом с герметизацией пути потока воздуха в области пересечения между креплением нагревателя и нагревательной камерой. Кроме того, аксиальная сила передается вдоль длины пути потока воздуха, например, в точки, где крепление нагревателя и нагревательная камера соединены с внутренними поверхностями первого и второго кожухов нагревателя. Поэтому уплотнение помогает обеспечить герметизацию в этих точках соединения также для герметизации вдоль длины пути потока воздуха и для предотвращения утечки аэрозоля из пути потока воздуха в устройство, генерирующее аэрозоль.

Еще одно преимущество установки уплотнения на стороне крепления нагревателя, аксиально противоположной первой стороне, заключается в том, что уплотнение может помогать поглощать допустимые технологические отклонения. Например, уплотнение может помогать поглощать допустимые отклонения в осевом или продольном направлении. В контексте этого документа термин «допустимое отклонение в осевом направлении» или «допустимое отклонение в продольном направлении» применяется для описания допустимых технологических отклонений в направлении, по существу параллельном основной продольной оси или длине узла нагревателя или устройства, генерирующего аэрозоль, например допустимых отклонений, которые приводят к тому, что компоненты являются более длинными или более короткими, чем их заданная проектная длина. Допустимые отклонения в осевом или продольном направлении иногда называются «вертикальными допустимыми отклонениями». Кроме того, уплотнение может также помогать поглощать допустимые отклонения при наклонах. В контексте этого документа термин «допустимое отклонение при наклоне» применяется для описания допустимых технологических отклонений, которые приводят к наклону компонентов относительно основной продольной оси или длины узла нагревателя или устройства, генерирующего аэрозоль, например, если одна сторона опоры находится на другом уровне или в другом осевом положении относительно другой стороны опоры, что приводит к наклону компонента, которому она обеспечивает опору.

Уплотнение помогает поглощать допустимые технологические отклонения различными способами. Например, если компонент, такой как нагревательная камера, является слишком коротким, толщина уплотнения может компенсировать нехватку длины нагревательной камеры и обеспечивать взаимодействие крепления нагревателя с нагревательной камерой с закрыванием любого зазора, который может возникнуть в противном случае. Если компонент, такой как нагревательная камера, является слишком длинным, уплотнение может быть сжато для приспосабливания к избыточной длине. Если точка на поверхности крепления нагревателя, на которой установлена нагревательная камера, расположена на другом уровне или в другом осевом положении относительно другой точки на той же поверхности, что приводит к наклону нагревательной камеры при установке, то по меньшей мере часть уплотнения может быть сжата с обеспечением возможности надлежащего выравнивания нагревательной камеры.

Крепление нагревателя может быть расположено раньше по ходу потока, или удаленно, относительно нагревательной камеры. Термины «дальний», «раньше по ходу потока», «ближний» и «дальше по ходу потока» используются для описания относительного положения компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. Изделия и устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению имеют ближний конец, через который при применении аэрозоль выходит из изделия или устройства для доставки пользователю, и имеет противоположный дальний конец. Ближний конец изделия и устройства, генерирующего аэрозоль, также может называться мундштучным концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного изделием, или устройством, генерирующим аэрозоль. Термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» относятся к направлению движения аэрозоля через изделие, генерирующее аэрозоль, или устройство, генерирующее аэрозоль, когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец изделия, генерирующего аэрозоль, расположен дальше по ходу потока относительно дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным ниже по потоку концом изделия, генерирующего аэрозоль, а дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным выше по потоку концом изделия, генерирующего аэрозоль.

Предпочтительно при размещении крепления нагревателя раньше по ходу потока, или удаленно, относительно нагревательной камеры, количество нагретого аэрозоля, которое будет перемещаться от нагревательной камеры к креплению нагревателя, уменьшается, поскольку аэрозоль будет стремиться перемещаться в направлении пути потока воздуха через узел нагревателя, то есть от нагревательной камеры к выпускному отверстию для аэрозоля, которое расположено дальше по ходу потока нагревательной камеры. Поэтому такая компоновка уменьшает теплопередачу в отношении крепления нагревателя и помогает поддерживать более низкую температуру уплотнения, чем у нагревательной камеры.

Крепление нагревателя может содержать полимер. Полимеры обычно имеют более низкие значения теплопроводности по сравнению с материалом, из которого выполнена нагревательная камера, который обычно представляет собой металл или металлический сплав. Крепление нагревателя, содержащее полимер, или выполненное из него, помогает уменьшить теплопередачу в отношении уплотнения с поддержанием более низкой температуры уплотнения, чем у нагревательной камеры.

Уплотнение может быть расположено на расстоянии по меньшей мере 2 миллиметра от нагревательной камеры. Уплотнение может быть расположено на расстоянии по меньшей мере 4 миллиметра от нагревательной камеры. Уплотнение может быть расположено на расстоянии приблизительно 6 миллиметров от нагревательной камеры. Уплотнение может быть расположено на расстоянии от 2 миллиметров до 6 миллиметров от нагревательной камеры и предпочтительно на расстоянии от 4 миллиметров до 6 миллиметров от нагревательной камеры.

Уплотнение может быть упругим. Уплотнение может быть выполнено из любого подходящего материала. Уплотнение может содержать упругий материал. Уплотнение может содержать полимер. Уплотнение может содержать эластомерный полимер. Уплотнение может содержать любой подходящий полимер, или быть выполненным из него, в том числе, но без ограничения, каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM) или силикон.

Уплотнение может быть сжатым, когда узел нагревателя собран. Уплотнение может быть сжатым между креплением нагревателя и первым кожухом нагревателя, когда узел нагревателя собран.

Уплотнение может иметь твердость по Шору от 30A до 90A, предпочтительно твердость по Шору от 50A до 80A и более предпочтительно твердость по Шору приблизительно 70A. Эти значения твердости по Шору были признаны достаточно мягкими для поглощения допустимых отклонений в продольном направлении и при наклонах, но все еще достаточно твердыми для обеспечения приложения достаточной силы к узлу нагревателя для герметизации пути потока воздуха и целостности узла нагревателя.

Уплотнение может иметь любую подходящую форму. Уплотнение может иметь форму, которая соответствует форме крепления нагревателя. Уплотнение может иметь форму, которая соответствует форме одного из первого или второго кожухов нагревателя. Уплотнение может содержать уплотнительное кольцо. Уплотнение может иметь любую подходящую форму поперечного сечения в продольной плоскости узла нагревателя, в том числе, но без ограничения, круглую форму поперечного сечения или форму поперечного сечения с двумя противоположными плоскими поверхностями, например квадратную или прямоугольную форму поперечного сечения.

Уплотнение может иметь толщину или диаметр в несжатом состоянии от 0,5 миллиметра до 2 миллиметров. Уплотнение может иметь толщину или диаметр в несжатом состоянии приблизительно 1 миллиметр. Эти значения толщины в несжатом состоянии были признаны особенно эффективными для поглощения допустимых отклонений в продольном направлении и при наклонах и для обеспечения уплотнения пути потока воздуха и целостности узла нагревателя.

Первый кожух нагревателя может содержать канал для потока воздуха. Канал для потока воздуха первого кожуха нагревателя может быть в сообщении по текучей среде с впускным отверстием для воздуха. Второй кожух нагревателя может содержать канал для потока воздуха. Канал для потока воздуха второго кожуха нагревателя может быть в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием для аэрозоля. Нагревательная камера может содержать канал для потока воздуха. Канал для потока воздуха нагревательной камеры может проходить по всей длине нагревательной камеры. Крепление нагревателя может содержать канал для потока воздуха. Канал для потока воздуха крепления нагревателя может проходить по всей толщине или длине крепления нагревателя. Каналы для потока воздуха каждого из первого кожуха нагревателя, второго кожуха нагревателя, нагревательной камеры и крепления нагревателя могут быть в сообщении по текучей среде друг с другом с определением пути потока воздуха через узел нагревателя.

Нагревательная камера может содержать трубчатую нагревательную камеру. Диаметр трубчатой нагревательной камеры на первом конце трубчатой нагревательной камеры может быть больше, чем диаметр вдоль длины трубчатой нагревательной камеры. Диаметр трубчатой нагревательной камеры на втором конце трубчатой нагревательной камеры может быть больше, чем диаметр вдоль длины трубчатой нагревательной камеры. Диаметр трубчатой нагревательной камеры на каждом конце трубчатой нагревательной камеры может быть больше, чем диаметр в области между двумя концами трубчатой нагревательной камеры.

Предпочтительно обеспечение диаметра одного или обоих концов трубчатой нагревательной камеры, который больше чем диаметр трубчатой нагревательной камеры вдоль длины нагревательной камеры, например в области между двумя концами трубчатой нагревательной камеры, делает возможными большие допустимые технологические отклонения для нагревательной камеры и также для других компонентов узла нагревателя. В частности, это делает возможными большие допустимые отклонения в радиальном или поперечном направлениях. В контексте этого документа термины «допустимое отклонение в радиальном направлении» или «допустимое отклонение в поперечном направлении» применяются для описания допустимых технологических отклонений в направлении, по существу перпендикулярном основной продольной оси или длине узла нагревателя или устройства, генерирующего аэрозоль, например допустимых отклонений, которые приводят к тому, что компоненты являются более широкими или узкими, чем их заданная проектная ширина, или тому, что диаметры являются большими или меньшими, чем их заданный проектный диаметр. Допустимые отклонения в радиальном или поперечном направлениях иногда называются «горизонтальными допустимыми отклонениями».

Предпочтительно при обеспечении диаметра конца трубчатой нагревательной камеры, который больше, чем у других частей трубчатой нагревательной камеры, внутренний диаметр на одном или обоих концах трубчатой нагревательной камеры будет больше, чем внутренний диаметр пути потока воздуха в других компонентах узла нагревателя, с которыми взаимодействует трубчатая нагревательная камера, например во втором кожухе нагревателя или креплении нагревателя. Это помогает избежать выступания или прохождения концевой поверхности трубчатой нагревательной камеры во внутреннее пространство пути потока воздуха, которое может, возможно, привести к повреждению изделия, генерирующего аэрозоль, когда его помещают в нагревательную камеру через путь потока воздуха, и может оставить меньше концевой поверхности трубчатой нагревательной камеры для обеспечения уплотнительного взаимодействия с другими компонентами. Эта компоновка также делает возможными большие допустимые отклонения в радиальном или поперечном направлениях в других компонентах, что более подробно описано ниже.

Внешний диаметр одного или обоих концов трубчатой нагревательной камеры может быть до 20 процентов больше, предпочтительно до 15 процентов больше, более предпочтительно до 12 процентов больше и даже более предпочтительно до 8 процентов больше, чем внешний диаметр части трубчатой нагревательной камеры между двумя концами трубчатой нагревательной камеры. Внешний диаметр одного или обоих концов трубчатой нагревательной камеры может быть от 1 процента до 20 процентов больше, от 1 процента до 15 процентов больше, от 1 процента до 12 процентов больше или от 1 процента до 8 процентов больше, чем внешний диаметр части трубчатой нагревательной камеры между двумя концами трубчатой нагревательной камеры.

Один или оба конца трубчатой нагревательной камеры могут иметь внешний диаметр от 7,5 миллиметра до 9,0 миллиметра, предпочтительно от 8,0 миллиметра до 8,5 миллиметра и более предпочтительно приблизительно 8,4 миллиметра. Часть трубчатой нагревательной камеры между двумя концами трубчатой нагревательной камеры может иметь внешний диаметр от 6,5 миллиметра до 8,0 миллиметра, предпочтительно от 7,0 миллиметра до 8,0 миллиметра и более предпочтительно приблизительно 7,5 миллиметра.

Внутренний диаметр нагревательной камеры может по существу соответствовать, или быть по существу равным, внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр нагревательной камеры может быть немного меньше, чем внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, так что изделие, генерирующее аэрозоль, сжато в нагревательной камере. Например, внешний диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, может быть приблизительно 7,4 миллиметра, и внутренний диаметр нагревательной камеры может быть приблизительно 7,3 миллиметра. Длина нагревательной камеры может по существу соответствовать, или быть по существу равной, длине субстрата, образующего аэрозоль, обеспеченного в изделии, генерирующем аэрозоль.

По меньшей мере одна концевая часть трубчатой нагревательной камеры может быть развальцованной или воронкообразной. Часть трубчатой нагревательной камеры на обоих концах трубчатой нагревательной камеры может быть развальцованной или воронкообразной. Осевая длина развальцованной или воронкообразной концевой части трубчатой нагревательной камеры может составлять от 0,5 процента до 10 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры, предпочтительно от 1 процента до 5 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры и более предпочтительно приблизительно 3,3 процента общей длины трубчатой нагревательной камеры.

Осевая длина развальцованной или воронкообразной концевой части трубчатой нагревательной камеры может составлять от 0,2 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,4 миллиметра до 1 миллиметра и более предпочтительно приблизительно 0,5 мм. Развальцованная или воронкообразная концевая часть или концевые части трубчатой нагревательной камеры могут быть расположены под углом от 30 до 60 градусов, от 40 до 50 градусов или под углом приблизительно 45 градусов относительно продольной оси нагревательной камеры или узла нагревателя. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления развальцованная или воронкообразная концевая часть или концевые части трубчатой нагревательной камеры могут быть расположены под углом меньше чем 50 градусов, предпочтительно меньше чем 40 градусов или более предпочтительно меньше чем 30 градусов относительно продольной оси нагревательной камеры или узла нагревателя. Предпочтительно обеспечение развальцованной или воронкообразной концевой части или концевых частей трубчатой нагревательной камеры под углом меньше чем 30 градусов относительно продольной оси нагревательной камеры или узла нагревателя может обеспечить оптимальную жесткость для развальцованной или воронкообразной концевой части или концевых частей трубчатой нагревательной камеры в направлении продольной оси нагревательной камеры или узла нагревателя.

По меньшей мере один конец или концевая часть трубчатой нагревательной камеры могут иметь ступенчатый профиль или быть коленчатыми. Часть трубчатой нагревательной камеры на обоих концах трубчатой нагревательной камеры может иметь ступенчатый профиль или быть коленчатой. Осевая длина ступенчатой или коленчатой концевой части трубчатой нагревательной камеры может составлять от 0,5 процента до 10 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры, предпочтительно от 1 процента до 5 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры и более предпочтительно приблизительно 3,7 процента общей длины трубчатой нагревательной камеры. Предпочтительно определенный радиус обеспечен между ступенчатыми или коленчатыми частями для исключения острых кромок и концентраторов напряжения.

Осевая длина развальцованной или воронкообразной концевой части трубчатой нагревательной камеры может составлять от 0,2 миллиметра до 2 миллиметров, предпочтительно от 0,4 миллиметра до 1 миллиметра и более предпочтительно приблизительно 0,5 мм.

Трубчатая нагревательная камера может иметь толщину трубчатой стенки от 0,05 миллиметра до 1,00 миллиметра, предпочтительно от 0,05 миллиметра до 0,50 миллиметра и более предпочтительно приблизительно 0,10 миллиметра.

Нагревательная камера может быть выполнена из любого подходящего материала в том числе, но без ограничения, керамики, или металла, или металлического сплава. Примером подходящего материала является нержавеющая сталь.

Узел нагревателя может содержать по меньшей мере один электрический нагревательный элемент для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Узел нагревателя может содержать несколько электрических нагревательных элементов. Электрический нагревательный элемент или элементы могут быть расположены вокруг внешней поверхности нагревательной камеры или окружать ее. Электрический нагревательный элемент или элементы могут быть расположены вокруг внутренней поверхности нагревательной камеры или окружать ее. Электрический нагревательный элемент или элементы могут быть частью нагревательной камеры, или выполнены за одно целое с ней.

Электрический нагревательный элемент или элементы могут содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, сплавы, содержащие никель, кобальт, хром, алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец, золото и железо, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal^TM, Kanthal^TM и другие железо-хром-алюминиевые сплавы и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых наружных физико-химических свойств.

Один или более нагревательных элементов может быть выполнен с использованием металла или металлического сплава, характеризующегося определенной зависимостью между температурой и удельным сопротивлением. Нагревательные элементы, образованные таким образом, могут быть использованы как для нагрева, так и для отслеживания температуры нагревательного элемента во время работы.

Нагревательный элемент может быть нанесен внутри жесткого материала носителя или на нем или субстрата. Нагревательный элемент может быть нанесен внутри гибкого материала носителя или субстрата или на них. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде дорожки на подходящем изоляционном материале, таком как керамика, или стекло, или полиимидная пленка. Нагревательный элемент может быть зажат между двумя изоляционными материалами.

Узел нагревателя может содержать гибкий нагревательный элемент, расположенный вокруг внешней поверхности нагревательной камеры или окружающий ее. Гибкий нагревательный элемент может иметь длину, по существу равную длине субстрата, образующего аэрозоль, обеспеченного в изделии, генерирующем аэрозоль. Нагревательная камера может быть длиннее, чем нагревательный элемент. Нагревательная камера может содержать по меньшей мере одну концевую часть, которая не покрыта или окружена нагревательным элементом. На обоих концах нагревательной камеры может быть обеспечена концевая часть, которая не покрыта или окружена нагревательным элементом. Концевая часть или части могут служить разделительными частями для предотвращения прямого контакта между нагревательным элементом и другими компонентами узла нагревателя. Каждая концевая часть или части могут иметь длину меньше чем 2 миллиметра, предпочтительно меньше чем 1 миллиметр и предпочтительно приблизительно 0,5 миллиметра. Предпочтительно разделительные части будут иметь более низкую температуру во время нагревания, чем часть нагревательной камеры, покрытая или окруженная нагревательным элементом. Разделительные части могут содержать воронкообразные концевые части или ступенчатые концевые части.

Нагревательная камера может быть выполнена с возможностью размещения по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль (как определено ниже).

Согласно одному примеру настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать узел нагревателя согласно любому из узлов нагревателя, описанных выше. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать блок питания или источник питания для подачи электропитания на узел нагревателя.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит узел нагревателя согласно любому из узлов нагревателя, описанных выше, и блок питания или источник питания для подачи электропитания на узел нагревателя.

Блок питания может являться любым подходящим блоком питания, например источником напряжения постоянного тока. В одном варианте осуществления блоком питания является литий-ионная батарея. В качестве альтернативы блоком питания может быть никель-металлогидридная батарея, никель-кадмиевая батарея или батарея на основе лития, например литий-кобальтовая, литий-железо-фосфатная или литий-полимерная батарея.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является устройством, генерирующим аэрозоль, удерживаемым рукой, которое пользователю удобно держать между пальцами одной руки.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на узел нагревателя. Схема управления может содержать микропроцессор. Микропроцессор может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать любое из: датчиков, переключателей, элементов отображения. Питание может подаваться на узел нагревателя непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на узел нагревателя в виде импульсов электрического тока, например, посредством широтно-импульсной модуляции (PWM).

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать кожух устройства. Кожух устройства может содержать узел нагревателя, блок питания и схему управления. Кожух может содержать отверстие для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Отверстие может быть соединено с выпускным отверстием для аэрозоля второго кожуха узла нагревателя для обеспечения возможности вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру. Кожух может содержать впускное отверстие для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть соединено с впускным отверстием для воздуха первого кожуха узла нагревателя.

Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применений в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Материал предпочтительно является легким и нехрупким.

Согласно примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров, описанных выше. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.

Согласно примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из примеров, описанных выше; и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.

В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который при нагреве в устройстве, генерирующем аэрозоль, высвобождает летучие соединения, способные образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, выполнено отдельно от устройства, генерирующего аэрозоль, и выполнено с возможностью комбинации с ним для нагревания изделия, генерирующего аэрозоль.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по сути цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть по существу удлиненным.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 100 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 10 мм до приблизительно 18 мм. Кроме того, диаметр субстрата, образующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может находиться на расположенном ниже по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра в одном варианте осуществления имеет длину примерно 7 мм, однако она может иметь длину от примерно 5 мм до примерно 12 мм.

В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую примерно 45 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр приблизительно 7,3 мм, но может иметь наружный диаметр от приблизительно 7,0 мм до приблизительно 7,4 мм. Кроме того, субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 12 мм. Альтернативно, субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 16 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать внешнюю бумажную обертку. Кроме того, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать промежуток между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Промежуток может составлять приблизительно 21 мм или приблизительно 26 мм, но может составлять в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 28 мм. Промежуток может быть обеспечен с помощью полой трубки. Полая трубка может быть изготовлена из картона или ацетата целлюлозы.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым субстратом, образующим аэрозоль. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.

Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или несколько из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или несколько из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и взорванный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предоставлен в подходящей емкости или картридже. Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения, предназначенные для высвобождения при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые, например, содержат дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагрева твердого субстрата, образующего аэрозоль.

В контексте данного документа «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному посредством агломерирования сыпучего табака. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. Альтернативно содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% по весу в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования сыпучего табака, полученного путем помола или иного измельчения одного или обоих из пластинки табачного листа и стеблей табачного листа. Альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из табачной пыли, табачной мелочи и других побочных продуктов сыпучего табака, образующихся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более собственных связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, чтобы способствовать агломерированию сыпучего табака; альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.

В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» означает лист, имеющий множество по существу параллельных гребней или гофров. Предпочтительно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано, по существу параллельные складки или гофры проходят вдоль или параллельно продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Это преимущественно упрощает сбор гофрированного листа гомогенизированного табачного материала с образованием субстрата, образующего аэрозоль. Однако будет понятно, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для включения в изделие, генерирующее аэрозоль, могут альтернативно или дополнительно иметь множество по существу параллельных складок или гофров, которые расположены под острым или тупым углом к продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано. В определенных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный лист гомогенизированного табачного материала, который по существу равномерно текстурирован по существу по всей поверхности. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий множество по существу параллельных складок или гофров, которые по существу равномерно разнесены по ширине листа.

Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может быть в виде порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Альтернативно носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, осажденного на его внутреннюю поверхность, или на его внешнюю поверхность, или как на его внутреннюю, так и внешнюю поверхности. Такой трубчатый носитель может быть выполнен, например, из бумаги или материала, подобного бумаге, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пеноматериала, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или альтернативно может быть нанесен в виде узора с целью обеспечения неоднородной доставки вкусоароматической добавки во время использования.

Несмотря на то, что выше упоминаются твердые субстраты, образующие аэрозоль, специалисту в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть применены другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Если предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, то устройство, генерирующее аэрозоль, предпочтительно содержит средства для удержания жидкости. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в таре или части для хранения жидкости. Альтернативно или дополнительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть поглощен пористым материалом носителя. Пористый материал носителя может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или детали, например из вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в пористом материале носителя перед применением устройства, генерирующего аэрозоль, или альтернативно материал жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может высвобождаться в пористый материал носителя во время применения или непосредственно перед ним. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в капсуле. Оболочка капсулы предпочтительно плавится при нагреве и высвобождает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в пористый материал носителя. Капсула может необязательно содержать твердое вещество в сочетании с жидкостью.

Альтернативно носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые были включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.

Согласно примеру настоящего изобретения предложен способ изготовления узла нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать обеспечение первого кожуха нагревателя, содержащего впускное отверстие для воздуха. Способ может включать обеспечение второго кожуха нагревателя, содержащего выпускное отверстие для аэрозоля. Способ может включать обеспечение нагревательной камеры для нагревания субстрата, образующего аэрозоль. Способ может включать расположение нагревательной камеры так, что она находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для воздуха с определением пути потока воздуха через узел нагревателя. Способ может включать обеспечение крепления нагревателя и установку нагревательной камеры на креплении нагревателя. Способ может включать обеспечение уплотнения для герметизации пути потока воздуха. Способ может включать установку уплотнения на креплении нагревателя. Способ может включать расположение уплотнения на расстоянии от нагревательной камеры. Способ может включать прикрепление первого и второго кожухов нагревателя друг к другу с охватыванием нагревательной камеры и крепления нагревателя.

Согласно примеру настоящего изобретения предложен способ изготовления узла нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает: обеспечение первого кожуха нагревателя, содержащего впускное отверстие для аэрозоля; обеспечение второго кожуха нагревателя, содержащего выпускное отверстие для воздуха; обеспечение нагревательной камеры для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и расположение нагревательной камеры так, что она находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для воздуха с определением пути потока воздуха через узел нагревателя; обеспечение крепления нагревателя и установку нагревательной камеры на креплении нагревателя; обеспечение уплотнения для герметизации пути потока воздуха и установку уплотнения на креплении нагревателя так, что оно расположено на расстоянии от нагревательной камеры; и прикрепление первого и второго кожухов нагревателя друг к другу с охватыванием нагревательной камеры и крепления нагревателя.

Нагревательная камера может быть установлена на креплении нагревателя путем запрессовки. Нагревательная камера может быть запрессована в углублении на второй стороне крепления нагревателя.

Нагревательная камера может быть прикреплена ко второму кожуху нагревателя путем запрессовки. Нагревательная камера может быть запрессована в углублении, расположенном на внутренней поверхности второго кожуха нагревателя.

Первый и второй кожухи нагревателя могут быть прикреплены друг к другу с помощью крепежного элемента. Сжимающая сила может быть приложена к узлу нагревателя перед прикреплением первого и второго кожухов нагревателя друг к другу. Первый и второй кожухи нагревателя могут быть прикреплены друг к другу с помощью крепежного элемента, пока прикладывается сжимающая сила. Сжимающая сила может перестать прикладываться, когда крепежный элемент был прикреплен.

Признаки, описанные в отношении одного из приведенных выше примеров, могут быть в равной степени применены и к другим примерам согласно настоящему изобретению.

Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже предоставлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любые один или более признаков этих примеров можно комбинировать с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример Ex1: Узел нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом узел нагревателя содержит: первый кожух нагревателя, содержащий впускное отверстие для воздуха; второй кожух нагревателя, содержащий выпускное отверстие для аэрозоля; и нагревательную камеру для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, при этом нагревательная камера находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для аэрозоля с определением пути потока воздуха через узел нагревателя.

Пример Ex2: Узел нагревателя согласно примеру Ex1, при этом узел нагревателя дополнительно содержит: крепление нагревателя, при этом нагревательная камера установлена на креплении нагревателя; и уплотнение для герметизации пути потока воздуха; при этом уплотнение установлено на креплении нагревателя так, что оно расположено на расстоянии от нагревательной камеры.

Пример Ex3: Узел нагревателя согласно примеру Ex2, при этом первый и второй кожухи нагревателя прикреплены друг к другу и охватывают нагревательную камеру и крепление нагревателя, и при этом уплотнение расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью одного из первого и второго кожухов нагревателя.

Пример Ex4: Узел нагревателя согласно примеру Ex2 или Ex3, при этом уплотнение расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью первого кожуха нагревателя.

Пример Ex5: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex4, при этом уплотнение установлено на первой стороне крепления нагревателя и нагревательная камера установлена на второй стороне крепления нагревателя, при этом вторая сторона является аксиально противоположной первой стороне.

Пример Ex6: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex5, при этом крепление нагревателя расположено раньше по ходу потока нагревательной камеры.

Пример Ex7: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex6, при этом крепление нагревателя содержит полимер.

Пример Ex8: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом уплотнение расположено на расстоянии по меньшей мере 2 миллиметра от нагревательной камеры.

Пример Ex9: Узел нагревателя согласно примеру Ex8, при этом уплотнение расположено на расстоянии по меньшей мере 4 миллиметра от нагревательной камеры.

Пример Ex10: Узел нагревателя согласно примеру Ex8 или Ex9, при этом уплотнение расположено на расстоянии от 4 миллиметров до 6 миллиметров от нагревательной камеры.

Пример Ex11: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex10, при этом уплотнение содержит упругий материал.

Пример Ex12: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex11, при этом уплотнение содержит полимер, обладающий твердостью по Шору от 30A до 90A.

Пример Ex13: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex12, при этом уплотнение сжато внутри узла нагревателя.

Пример Ex14: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex13, при этом уплотнение имеет толщину в несжатом состоянии от 0,5 мм до 2 мм.

Пример Ex15: Узел нагревателя согласно любому из примеров Ex2-Ex14, при этом первый кожух нагревателя, второй кожух нагревателя, нагревательная камера и крепление нагревателя содержат канал для потока воздуха, при этом каналы для потока воздуха выполнены в сообщении друг с другом с определением пути потока воздуха через узел нагревателя.

Пример Ex16: Узел нагревателя согласно любому предыдущему примеру, при этом нагревательная камера содержит трубчатую нагревательную камеру.

Пример Ex17: Узел нагревателя согласно примеру Ex16, при этом диаметр трубчатой нагревательной камеры на каждом конце трубчатой нагревательной камеры больше, чем диаметр трубчатой нагревательной камеры в области между двумя концами трубчатой нагревательной камеры.

Пример Ex18: Узел нагревателя согласно примеру Ex16 или Ex17, при этом каждый конец трубчатой нагревательной камеры развальцованный или воронкообразный.

Пример Ex19: Узел нагревателя согласно примеру Ex18, при этом осевая длина развальцованного или воронкообразного конца трубчатой нагревательной камеры составляет от 0,5 процента до 10 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры.

Пример Ex20: Узел нагревателя согласно примеру Ex16 или Ex17, при этом каждый конец трубчатой нагревательной камеры имеет ступенчатый или коленчатый профиль.

Пример Ex21: Узел нагревателя согласно примеру Ex20, при этом осевая длина ступенчатого или коленчатого конца трубчатой нагревательной камеры составляет от 0,5 процента до 10 процентов общей длины трубчатой нагревательной камеры.

Пример Ex22: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: узел нагревателя согласно любому из предыдущих примеров; и блок питания для подачи электропитания на узел нагревателя.

Пример Ex23: Способ изготовления узла нагревателя для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом способ включает: обеспечение первого кожуха нагревателя, содержащего впускное отверстие для воздуха; обеспечение второго кожуха нагревателя, содержащего выпускное отверстие для аэрозоля; обеспечение нагревательной камеры для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и расположение нагревательной камеры так, что она находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием для воздуха с определением пути потока воздуха через узел нагревателя; обеспечение крепления нагревателя и установку нагревательной камеры на креплении нагревателя; обеспечение уплотнения для герметизации пути потока воздуха и установку уплотнения на креплении нагревателя так, что оно расположено на расстоянии от нагревательной камеры; и

прикрепление первого и второго кожухов нагревателя друг к другу с охватыванием нагревательной камеры и крепления нагревателя.

Пример Ex24: Способ согласно примеру Ex23, при этом нагревательная камера установлена на креплении нагревателя путем запрессовки.

Пример Ex25: Способ согласно примеру Ex23 или Ex24, при этом нагревательная камера прикреплена ко второму кожуху нагревателя путем запрессовки.

Примеры теперь будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры чертежей, где:

На фиг. 1 представлен продольный разрез узла нагревателя согласно примеру настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлено покомпонентное изображение в изометрии узла нагревателя по фиг. 1 перед сборкой, показывающее компоненты узла нагревателя, разнесенные в осевом направлении.

На фиг. 3A-3C представлены схематические изображения в разрезе частей узла нагревателя, расположенных в обозначенной пунктиром области, указанной с помощью A на фиг. 1, на которых изображены некоторые способы, с помощью которых уплотнение узла нагревателя помогает поглощать допустимые отклонения в продольном направлении.

На фиг. 3D представлено схематическое изображение частей узла нагревателя, расположенных в обозначенной пунктиром области, указанной с помощью A на фиг. 1, на которых изображено, как уплотнение узла нагревателя помогает поглощать допустимые отклонения при наклонах.

На фиг. 4A и 4B представлены изображения сбоку двух представленных в качестве примера нагревательных камер для применения в узле нагревателя согласно настоящему изобретению.

На фиг. 5A-5C представлены схематические частичные изображения в разрезе известных трубчатых нагревательных камер, на которых показаны проблемы, которые могут возникнуть из-за допустимых технологических отклонений в результате запрессовки нагревательных камер в кожух нагревателя.

На фиг. 5D представлено схематическое изображение в разрезе верхней части нагревательной камеры по фиг. 4A, на котором показана ее прессовая посадка в углублении кожуха нагревателя.

На фиг. 6 представлено схематическое изображение в разрезе, показывающее внутреннюю часть устройства, генерирующего аэрозоль, согласно примеру настоящего изобретения и изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное внутри устройства, генерирующего аэрозоль.

На фиг. 1 показан продольный разрез узла 1 нагревателя, содержащего первый кожух 2 нагревателя, второй кожух 4 нагревателя, нагревательную камеру 6 для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и крепление 8 нагревателя. Первый кожух 2 нагревателя содержит первую полую секцию 2a оболочки и первую трубчатую секцию 2b. Первая полая секция 2a оболочки содержит внутреннюю полость 2c, которая окружает крепление 8 нагревателя. Впускное отверстие для воздуха (не показано) расположено на дальнем конце первой трубчатой секции 2b, при этом первая трубчатая секция 2b проходит дистально от первой полой секции 2a оболочки в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя.

Второй кожух 4 нагревателя содержит вторую полую секцию 4a оболочки и вторую трубчатую секцию 4b. Вторая полая секция 4a оболочки содержит внутреннюю полость 4c, которая окружает нагревательную камеру 6. Выпускное отверстие 10 для аэрозоля расположено на ближнем конце второй трубчатой секции 4b, при этом вторая трубчатая секция 4b проходит проксимально от второй полой секции 4a оболочки в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя. Выпускное отверстие 10 для аэрозоля определено отверстием 12, которое выполнено с возможностью приема изделия, генерирующего аэрозоль, (не показано). Аэрозоль выходит из отверстия 10 через изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное в нагревательной камере 6. Первый 2 и второй 4 кожухи нагревателя прикреплены друг к другу и охватывают нагревательную камеру 6 и крепление 8 нагревателя.

Нагревательная камера 6 содержит трубчатую нагревательную камеру, выполненную из трубы из нержавеющей стали. Концы 6a, 6b трубчатой нагревательной камеры 6 развальцованы или воронкообразные, причины чего рассмотрены более подробно ниже. Нагревательный элемент (не показан) расположен вокруг внешней поверхности нагревательной камеры для нагревания нагревательной камеры 6, которая, в свою очередь, нагревает субстрат, образующий аэрозоль, (не показан) размещенный внутри внутреннего пространства трубчатой нагревательной камеры 6. Нагревательный элемент содержит теплостойкую гибкую полиимидную пленку, содержащую резистивные нагревательные дорожки, которые обычно образуют петлеобразный узор на пленке. Резистивные нагревательные дорожки соединены с электрическим источником питания (не показан) и вырабатывают тепло, когда электрический ток пропускается через них. Хотя не показано на фиг. 1, нагревательный элемент расположен вокруг по существу всей длины трубчатой нагревательной камеры 6, кроме воронкообразных концов, для нагревания по существу всей длины трубчатой нагревательной камеры 6.

Первый 2 и второй 4 кожухи нагревателя выполнены из полиэфирэфиркетона (PEEK) ввиду его предпочтительных механических и теплоизоляционных свойств. Стенки внутренних полостей 2c и 4c первого и второго кожухов нагревателя соответственно расположены на расстоянии в радиальном направлении от нагревательной камеры 6 и крепления 8 нагревателя с определением полого воздушного зазора 13 вокруг нагревательной камеры 6 и крепления 8 нагревателя. Полый воздушный зазор 13 помогает обеспечить теплоизоляцию нагревательной камере 6, что помогает уменьшить тепловые потери от нагревательной камеры 6 и также помогает уменьшить теплопередачу наружу узла 1 нагревателя и устройства, генерирующего аэрозоль.

Крепление 8 нагревателя расположено внутри первого кожуха 2 нагревателя. Первая сторона 8a крепления 8 нагревателя расположена смежно с основанием или дальней концевой стенкой первой полой секции 2a оболочки. Нагревательная камера 6 установлена на второй стороне 8b крепления 8 нагревателя, при этом вторая сторона 8b расположена аксиально противоположно первой стороне 8a в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя. Первый конец 6a нагревательной камеры 6 запрессован внутри первого углубления 14, выполненного во второй стороне 8b крепления 8 нагревателя. Второй конец 6b нагревательной камеры 6 запрессован внутри второго углубления 16, выполненного во втором кожухе 4 нагревателя в верхней или ближней концевой стенке второй полой секции 4a оболочки и на дальнем конце второй трубчатой секции 4b. Крепление 8 нагревателя выполнено из PEEK ввиду его предпочтительных механических и теплоизоляционных свойств.

Крепление 8 нагревателя содержит внутренний канал 18 для потока воздуха, который проходит аксиально вдоль длины крепления 8 нагревателя в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя. Канал 18 для потока воздуха крепления 8 нагревателя находится в сообщении по текучей среде с каналом 20 для потока воздуха, определенным внутренним пространством трубчатой нагревательной камеры 6, при этом канал 20 для потока воздуха проходит аксиально вдоль длины нагревательной камеры 6 в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя. Кроме того, первая трубчатая секция 2b первого кожуха 2 нагревателя содержит канал 22 для потока воздуха, и вторая трубчатая секция 4b второго кожуха 4 нагревателя содержит канал 24 для потока воздуха. Каналы 22, 18, 20 и 24 для потока воздуха первой трубчатой секции 2b, крепление 8 нагревателя, трубчатая нагревательная камера 6 и вторая трубчатая секция 4b соответственно находятся в сообщении по текучей среде друг с другом с определением пути 26 потока воздуха через узел 1 нагревателя между впускным отверстием для воздуха (не показано) и выпускным отверстием 10 для аэрозоля. Нагревательная камера 6 поэтому находится в сообщении по текучей среде как с впускным отверстием для воздуха, так и с выпускным отверстием 10 для аэрозоля.

Крепление 8 нагревателя содержит уступ или упор 28, выполненный во внутренней поверхности крепления 8 нагревателя внутри его канала 18 для потока воздуха. Упор 28 расположен для зацепления с дальним концом изделия, генерирующего аэрозоль (не показано), для предотвращения перемещения дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль, за пределы упора 28 и для точного размещения субстрата, образующего аэрозоль, обеспеченного внутри изделия, генерирующего аэрозоль, внутри нагревательной камеры 6.

Эластомерное полимерное уплотнение 30 в виде уплотнительного кольца, изготовленного из каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (EPDM), установлено на креплении 8 нагревателя. Уплотнение 30 установлено на первой стороне 8a крепления 8 нагревателя между креплением 8 нагревателя и дальней концевой стенкой первой полой секции 2a оболочки первого кожуха 2 нагревателя. Уплотнение в виде уплотнительного кольца окружает путь 26 потока воздуха через узел 1 нагревателя. Углубление 32 выполнено в первой стороне 8a крепления 8 нагревателя для размещения уплотнения 30. Уплотнение 30 имеет твердость по Шору 70A, как определено согласно техническому стандарту ISO868 с применением типа A. Эта твердость была признана достаточно мягкой для поглощения допустимых отклонений в продольном направлении и при наклонах, как рассмотрено более подробно ниже, но также достаточно твердой для прикладывания силы к узлу 1 нагревателя для обеспечения герметизации пути 26 потока воздуха и целостности узла 1 нагревателя. Уплотнение 30 имеет толщину или диаметр в несжатом состоянии, составляющие 1 миллиметр. Эта толщина также была признана подходящей для поглощения допустимых отклонений в продольном направлении и при наклонах и для прикладывания силы к узлу 1 нагревателя для обеспечения герметизации пути 26 потока воздуха и целостности узла 1 нагревателя.

За счет установки уплотнения 30 на первой стороне 8a крепления 8 нагревателя и установки нагревательной камеры 6 на второй стороне 8b крепления 8 нагревателя уплотнение 30 удалено или выполнено на расстоянии от нагревательной камеры 6. При такой компоновке по меньшей мере часть крепления 8 нагревателя расположена между уплотнением 30 и нагревательной камерой 6. Это уменьшает теплопередачу в отношении уплотнения 30 и помогает поддерживать более низкую температуру уплотнения 30, чем у нагревательной камеры 6. Как указано выше, крепление нагревателя выполнено из PEEK, который имеет более низкую теплопроводность, чем нагревательная камера, которая выполнена из нержавеющей стали. Это помогает дополнительно уменьшить теплопередачу в отношении уплотнения 30 и поддерживать более низкую температуру уплотнения 30, чем у нагревательной камеры. Поэтому в компоновке по фиг. 1 уплотнение 30 имеет более низкую температуру, чем когда бы оно находилось в непосредственном контакте с нагревательной камерой, что помогает поддерживать целостность уплотнения 30 для обеспечения улучшенной герметизации.

Уплотнение 30 является упругим и сжимается до некоторой степени, когда узел 1 нагревателя собран. Упругость уплотнения 30 прикладывает аксиальную силу к креплению 8 нагревателя в направлении, параллельном продольной оси X-X узла 1 нагревателя. Поскольку крепление 8 нагревателя выровнено в осевом направлении с нагревательной камерой 6, которая, в свою очередь, выровнена в осевом направлении со второй трубчатой секцией 4b, уплотнение 30 способствует обеспечению входа этих компонентов в уплотнительное взаимодействие друг с другом для герметизации пути 26 потока воздуха и снижения вероятности вытекания аэрозоля из пути 26 потока воздуха в точке пересечения между двумя компонентами. Уплотнение 30 также обеспечивает непроницаемое для газа уплотнение между креплением 8 нагревателя и первым кожухом 2 нагревателя.

На фиг. 2 представлено покомпонентное изображение в изометрии узла 1 нагревателя по фиг. 1 перед сборкой. Компоненты узла 1 нагревателя, то есть первый кожух 2 нагревателя, крепление 8 нагревателя, уплотнение 30, нагревательная камера 6 и второй кожух 4 нагревателя, показаны разнесенными в аксиальном направлении на фиг. 2. Для сборки узла 1 нагревателя уплотнение 30 сначала устанавливается на первую сторону 8a крепления 8 нагревателя. Подузел крепления 8 нагревателя и уплотнения 30 затем устанавливается внутри первой полой секции 2a оболочки первого кожуха 2 нагревателя. Полая заглушка 8c, которая проходит дистально относительно первой стороны 8a крепления 8 нагревателя, запрессована во внутреннее углубление (не показано), выполненное в ближнем конце первой трубчатой секции 2b.

Нагревательная камера 6 тогда запрессована во внутреннее углубление (не показано на фиг. 2, но видно второе углубление 16 на фиг. 1), выполненное в ближней концевой стенке второй полой секции 4a оболочки второго кожуха 4 нагревателя. Направляющая (не показана) вставлена внутри через вторую трубчатую секцию 4b второго кожуха 4 нагревателя и через внутреннее пространство внутри нагревательной камеры 6 для сохранения осевого выравнивания компонентов. Подузел второго кожуха 4 нагревателя и нагревательной камеры 6 тогда устанавливается на подузел, содержащий первый кожух 2 нагревателя, уплотнение 30 и крепление 8 нагревателя. Дальний конец направляющей вставлен во внутренний канал для потока воздуха (не показан) крепления 8 нагревателя для сохранения выравнивания компонентов. Первый 2 и второй 4 кожухи нагревателя тогда прикреплены друг к другу с помощью двух болтов 34 и шайб 36. Направляющую тогда удаляют. При скреплении первого 2 и второго 4 кожухов нагревателя сжимается уплотнение 30, которое затем прикладывает аксиальную силу, как рассмотрено выше, с сохранением уплотнительного взаимодействия компонентов узла 1 нагревателя в осевом направлении и с уплотнением пути потока воздуха через узел нагревателя. Путь потока воздуха поэтому уплотнен между впускным отверстием 38 для воздуха, расположенным на дальнем конце первой трубчатой секции 2b первого кожуха 2 нагревателя, и выпускным отверстием 10 для аэрозоля, расположенным на ближнем конце второго кожуха 4 нагревателя.

На фиг. 3A-3C представлены схематические изображения в разрезе частей узла 1 нагревателя, расположенных в обозначенной пунктиром области, указанной с помощью A на фиг. 1, на которых изображены некоторые способы, с помощью которых уплотнение узла нагревателя помогает поглощать допустимые отклонения в продольном направлении. Со ссылкой на фиг. 3A показана нижняя часть трубчатой нагревательной камеры 6, введенная в зацепление с верхней, или второй стороной 8b крепления 8 нагревателя. Уплотнение 30 расположено на нижней, или первой стороне крепления 8 нагревателя и между креплением 8 нагревателя и первым кожухом 2 нагревателя. Уплотнение 30 имеет круглое поперечное сечение в продольной плоскости в своем несжатом состоянии, но в осевом направлении сжато до некоторой степени в направлении, параллельном продольной оси X-X (см. фиг. 1) узла нагревателя, когда узел нагревателя собран. Поэтому на фиг. 3A оно показано имеющим сплющенное или овальное поперечное сечение для иллюстрации эффекта осевого сжатия.

В примере по фиг. 3A трубчатая нагревательная камера 6, крепление 8 нагревателя и второй кожух 2 нагревателя имеют правильную заданную проектную длину. Горизонтальной пунктирной линией B-B отмечен уровень поверхности, на котором нагревательная камера 6 и крепление 8 нагревателя пересекаются на фиг. 3A. Горизонтальная линия B-B также проходит по фиг. 3B и 3C и служит исходным уровнем, чтобы показать, где нагревательная камера 6 и крепление 8 нагревателя должны пересекаться, если нагревательная камера 6 имеет правильную длину.

На фиг. 3B нагревательная камера 6 слишком короткая, то есть длина нагревательной камеры 6 меньше, чем ее заданная проектная длина на расстояние d₁. Тем не менее ее длина все еще находится в пределах допустимых технологических отклонений. В этом случае уплотнение 30 менее сжато в осевом направлении по сравнению с его сжатым состоянием на фиг. 3A на величину, соответствующую расстоянию d₁, для поглощения уменьшения длины, вызванного допустимым технологическим отклонением в продольном направлении. В своем сжатом состоянии на фиг. 3B уплотнение все еще характеризуется достаточным сжатием для обеспечения входа компонентов узла нагревателя в осевое зацепление для герметизации пути потока воздуха через узел нагревателя и все еще обеспечивает непроницаемое для воздуха уплотнение между креплением 8 нагревателя и первым кожухом 2 нагревателя.

На фиг. 3C нагревательная камера 6 слишком длинная, то есть длина нагревательной камеры 6 больше, чем ее заданная проектная длина на расстояние d₂. Тем не менее ее длина все еще находится в пределах допустимых технологических отклонений. В этом случае уплотнение 30 более сжато в осевом направлении по сравнению с его сжатым состоянием на фиг. 3A на величину, соответствующую расстоянию d₂, для поглощения излишней длины, вызванной допустимым технологическим отклонением в продольном направлении. В своем более сжатом состоянии уплотнение все еще способно обеспечивать вход компонентов узла нагревателя в осевое зацепление для герметизации пути потока воздуха через узел нагревателя и все еще обеспечивает непроницаемое для воздуха уплотнение между креплением 8 нагревателя и первым кожухом 2 нагревателя.

Следует иметь в виду, что упругость и толщина уплотнения 30 могут быть использованы для компенсации допустимых отклонений в продольном направлении других компонентов, например крепления 8 нагревателя или второго кожуха 2 нагревателя, в дополнение к нагревательной камере 6 так же, как показано на фиг. 3B и 3C.

На фиг. 3D представлено схематическое изображение в разрезе частей узла 1 нагревателя, расположенных в обозначенной пунктиром области, указанной с помощью A на фиг. 1, подобно фиг. 3A-3C. На этой фигуре показано то, как уплотнение 30 узла нагревателя помогает поглощать допустимые отклонения при наклонах. На фиг. 3D правая сторона 2r первого кожуха 2 нагревателя относительно левой стороны 2l первого кожуха 2 нагревателя находится на уровне в осевом направлении, отличающемся на расстояние d₃ в направлении, параллельном продольной оси X-X (см. фиг. 1) узла нагревателя. Это вызвано допустимым технологическим отклонением при наклоне и привело бы к наклону крепления 8 нагревателя и нагревательной камеры 6, если бы крепление 8 нагревателя было непосредственно установлено на первом кожухе 2 нагревателя. Пунктирной линией C-C показана правильная заданная проектная высота или уровень первого кожуха нагревателя. В этом случае левая сторона 30l уплотнения 30 характеризуется стандартной величиной сжатия, как показано на фиг. 3A. Правая сторона 30r уплотнения 30 более сжата в осевом направлении по сравнению с левой стороной 30r уплотнения 30 на величину, соответствующую расстоянию d₃, для поглощения разницы в уровне, вызванной допустимым технологическим отклонением при наклоне. В этом состоянии уплотнение все еще способно обеспечивать вход компонентов узла нагревателя в осевое зацепление для герметизации пути потока воздуха через узел нагревателя и все еще обеспечивает непроницаемое для воздуха уплотнение между креплением 8 нагревателя и первым кожухом 2 нагревателя.

Следует отметить, что фиг. 3A-3D являются схематическими и выполнены не в масштабе. Для обеспечения ясности фигуры были упрощены путем опускания некоторых деталей и изменения или увеличения размера признаков.

На фиг. 4A и 4B представлены изображения сбоку двух представленных в качестве примера нагревательных камер для применения в узле нагревателя согласно настоящему изобретению. Со ссылкой на фиг. 4A показана первая представленная в качестве примера нагревательная камера 6A. Нагревательная камера 6A содержит трубу из нержавеющей стали, имеющую круглое поперечное сечение. Полое внутреннее пространство внутри трубчатой нагревательной камеры 6A имеет внутренний диаметр, по существу соответствующий внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль, так что трубчатая нагревательная камера 6A может принимать изделие, генерирующее аэрозоль, (не показано) внутри внутреннего пространства. Часть 7a нагревательной камеры 6A на каждом конце нагревательной камеры 6A развальцована наружу с получением воронкообразной формы на каждом конце нагревательной камеры 6A. Каждая из развальцованных частей 7a имеет длину l₁, и процент от общей длины l нагревательной камеры 6A, который составляет каждая длина l₁ развальцованных частей, может быть в диапазоне от 1 до 5 процентов. Каждая из развальцованных концевых частей 7a нагревательной камеры 6A образует угол приблизительно 45 градусов с продольной осью нагревательной камеры 6A. Ввиду развальцованных концевых частей 7a внешний диаметр D на двух концах нагревательной камеры 6A больше, чем внешний диаметр d нагревательной камеры 6A между двумя развальцованными концевыми частями 7a.

Часть 9a нагревательной камеры 6A между двумя развальцованными концевыми частями 7a имеет прямые стороны, которые параллельны продольной оси нагревательной камеры 6A. Прямая часть 9a нагревательной камеры 6A имеет длину l₂, которая по существу соответствует длине субстрата, образующего аэрозоль, обеспеченного в изделии, генерирующем аэрозоль, выполненном с возможностью быть размещенным внутри нагревательной камеры 6A. По существу вся длина l₂ прямой части 9a нагревательной камеры 6A окружена гибким нагревательным элементом (не показан, но описан выше со ссылкой на фиг. 1). Развальцованные части 7a нагревательной камеры 6A не окружены нагревательным элементом и служат разделителями между концами нагревательного элемента и компонентами, которые удерживают нагревательную камеру 6A, то есть крепление нагревателя и второй кожух нагревателя, и помогают предотвратить прямой контакт между этими компонентами и нагревательным элементом.

Со ссылкой на фиг. 4B показана вторая представленная в качестве примера нагревательная камера 6B. Нагревательная камера 6B имеет по существу такую же конструкцию, что и нагревательная камера 6A на фиг. 4A, с тем исключением, что вместо развальцованных концевых частей нагревательная камера 6B имеет ступенчатые или коленчатые концевые части 7b. То есть часть 7b нагревательной камеры 6B на каждом конце нагревательной камеры 6B является ступенчатой или коленчатой в направлении радиально наружу с образованием ступени на каждом конце нагревательной камеры 6B. Каждая из ступенчатых частей 7b имеет длину l₁, и процент от общей длины l нагревательной камеры 6B, который составляет каждая длина l₁ ступенчатых частей, может быть в диапазоне от 1 до 5 процентов. Ввиду ступенчатых концевых частей 7b внешний диаметр D на двух концах нагревательной камеры 6B больше, чем внешний диаметр d нагревательной камеры 6B между двумя ступенчатыми концевыми частями 7b.

Часть 9b нагревательной камеры 6B между двумя ступенчатыми концевыми частями 7b имеет прямые стороны, которые параллельны продольной оси нагревательной камеры 6B. Прямая часть 9b нагревательной камеры 6B имеет длину l₂, которая по существу соответствует длине субстрата, образующего аэрозоль, обеспеченного в изделии, генерирующем аэрозоль, выполненном с возможностью быть размещенным внутри нагревательной камеры 6B. По существу вся длина l₂ прямой части 9b нагревательной камеры 6B окружена гибким нагревательным элементом (не показан, но описан выше со ссылкой на фиг. 1). Ступенчатые части 7b нагревательной камеры 6B не окружены нагревательным элементом и служат разделителями между концами нагревательного элемента и компонентами, которые удерживают нагревательную камеру 6B, то есть крепление нагревателя и второй кожух нагревателя, и помогают предотвратить прямой контакт между этими компонентами и нагревательным элементом. Нагревательная камера 6B также содержит переходную часть 11 между каждой ступенчатой частью 7b и прямой частью 9b для обеспечения наклонного или изогнутого перехода между внешним диаметром D каждой ступенчатой части и внешним диаметром d прямой части.

На фиг. 5A-5C представлены схематические изображения в разрезе частей известных трубчатых нагревательных камер с прямыми трубчатыми стенками, показывающие проблемы, которые могут возникнуть из-за допустимых технологических отклонений в процессе запрессовки таких нагревательных камер для обеспечения взаимодействия с кожухом нагревателя. Допустимые технологические отклонения могут привести к тому, что размеры компонентов больше или меньше, чем заданная проектная длина, что может привести к проблемам с соединением плотно посаженных компонентов. Получение очень точных допустимых технологических отклонений является более проблематичным в технологиях быстрого изготовления, таких как литье под давлением.

Со ссылкой на фиг. 5A показана верхняя часть известной или общепринятой трубчатой нагревательной камеры 6, запрессованной в углубление 16 в верхнем кожухе 4 нагревателя. Вся длина трубчатой нагревательной камеры 6 является прямой, то есть она имеет постоянный наружный диаметр вдоль всей своей длины, и трубчатая нагревательная камера 6 не имеет развальцованной или ступенчатой концевой части, как трубчатые нагревательные камеры 6A и 6B на фиг. 4A и 4B. Как видно на фиг. 5A, внутренний диаметр d₁ нагревательной камеры 6 меньше, чем внутренний диаметр d₂ отверстия 15 в кожухе 4 нагревателя, сквозь которое изделие, генерирующее аэрозоль, проходит во время вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру 6. В результате часть с толщиной t каждой из стенок, то есть концевая поверхность, нагревательной камеры 6 выступает во внутреннее пространство, определенное внутренним диаметром d2 отверстия 15. Это образует острый выступ 17 в отверстии 15, который может повредить изделие, генерирующее аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставляется сквозь отверстие 15, или может сделать вставку изделия, генерирующего аэрозоль, невозможной. Подобная ситуация может возникнуть, если ширина w углубления 16 меньше, чем толщина t стенок трубчатой нагревательной камеры 6. В этом случае нет достаточного пространства внутри углубления 16 для размещения концов трубчатой нагревательной камеры 6, и, следовательно, концы будут выступать во внутреннее пространство, определенное внутренним диаметром d2 отверстия 15.

Следует иметь в виду, что ситуация, подобная показанной на фиг. 5A, может возникнуть в нижнем, или расположенном раньше по ходу потока, конце трубчатой нагревательной камеры 6. Острые выступы на расположенном раньше по ходу потока конце нагревательной камеры могут характеризоваться проблемой в том, что в трещинах, образованных выступом, образуются остатки или отложения, которые может быть затруднительно удалить или вычистить с помощью чистящего инструмента.

На фиг. 5B показана нижняя часть известной или общепринятой трубчатой нагревательной камеры 6, запрессованной в углубление 14 в нижнем кожухе 2 нагревателя. Как и на фиг. 5A, вся длина трубчатой нагревательной камеры 6 является прямой. Внутренний диаметр d3 нагревательной камеры 6 больше, чем внутренний диаметр d4 отверстия 19, образованного в нижнем кожухе 2 нагревателя, сквозь которое выступает часть изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, должным образом расположено в нагревательной камере 6. В результате в отверстии 19 образуется острый выступ 21, который может повредить изделие, генерирующее аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, проходит сквозь отверстие 19, или может сделать невозможной полную вставку изделия, генерирующего аэрозоль.

Следует иметь в виду, что ситуация, подобная показанной на фиг. 5B, может возникнуть в верхнем, или расположенном дальше по ходу потока, конце трубчатой нагревательной камеры 6. Острые выступы на расположенном дальше по ходу потока конце нагревательной камеры могут характеризоваться проблемой в том, что в трещинах, образованных выступом, образуются остатки или отложения, которые может быть затруднительно удалить или вычистить с помощью чистящего инструмента.

На фиг. 5C показана верхняя часть известной или общепринятой трубчатой нагревательной камеры 6, подлежащей запрессовке в углубление 16 в верхнем кожухе 4 нагревателя. Как и на фиг. 5A и 5C, вся длина трубчатой нагревательной камеры 6 является прямой. Внешний диаметр d5 трубчатой нагревательной камеры 6 меньше, чем внутренний диаметр отверстия 15 в кожухе 4 нагревателя, сквозь которое изделие, генерирующее аэрозоль, проходит во время вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру 6. В результате запрессовка является невозможной в этом случае, поскольку трубчатая нагревательная камера 6 просто прошла бы сквозь отверстие 15.

На фиг. 5D представлено схематическое изображение в разрезе верхней части трубчатой нагревательной камеры 6A по фиг. 4A. Как описано выше, трубчатая нагревательная камера 6A имеет стенки с воронкообразной или развальцованной концевой частью 7a. Развальцованная концевая часть 7a была запрессована в углубление 16 второго кожуха 4 нагревателя. Внешний диаметр D развальцованной концевой части 7a больше, чем внешний диаметр d части трубчатой нагревательной камеры 6A между двумя развальцованными концевыми частями 7a (только одна развальцованная концевая часть видна на фиг. 5D). Внешний диаметр D развальцованной концевой части 7a также больше, чем внутренний диаметр d₇ отверстия 15 в кожухе 4 нагревателя, сквозь которое изделие, генерирующее аэрозоль, проходит во время вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру 6. Внешний диаметр D развальцованной концевой части 7a больше, чем внутренний диаметр d₇ отверстия 15, даже когда учтены допустимые технологические отклонения внутреннего диаметра d₇ в радиальном или поперечном направлениях.

Компоновка по фиг. 5D значительно снижает вероятность выступания части концевых поверхностей 6c стенок трубчатой нагревательной камеры 6A в пределах диаметра d₇ и поперечного сечения пути потока воздуха, которое определено на фиг. 5D диаметром d₇. Кроме того, концевые поверхности 6c стенок трубчатой нагревательной камеры 6A расположены под углом относительно поперечного сечения пути потока воздуха, определенного диаметром d₇, что дополнительно снижает вероятность выступания части концевых поверхностей 6c стенок трубчатой нагревательной камеры 6A в путь потока воздуха. Компоновка по фиг. 5D и, в частности, использование трубчатой нагревательной камеры 6A с развальцованными или воронкообразными концевыми частями 7a делают возможным использование компонентов с большими допустимыми отклонениями в радиальном или поперечном направлениях и поэтому подходят для технологий быстрого изготовления. Компоновка по фиг. 5D также значительно снижает риск повреждения изделия, генерирующего аэрозоль, при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру 6A.

Следует иметь в виду, что трубчатая нагревательная камера 6B по фиг. 4B могла бы также быть использована в компоновке по фиг. 5D вместо нагревательной камеры 6A с получением таких же преимуществ. Больший внешний диаметр D в области ступенчатых концевых частей 7b нагревательной камеры 6B снижает вероятность выступания части концевых поверхностей стенок трубчатой нагревательной камеры 6B в пределах диаметра d₇ по фиг. 5D и в путь потока воздуха. Нагревательная камера 6B также делает возможным использование компонентов с большими допустимыми отклонениями в радиальном или поперечном направлениях и снижает риск повреждения изделия, генерирующего аэрозоль, при вставке изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру 6B.

Следует отметить, что фиг. 5A-5D являются схематическими и выполнены не в масштабе. Для обеспечения ясности фигуры были упрощены путем опускания некоторых деталей и изменения или увеличения размера признаков.

На фиг. 6 представлено схематическое изображение в разрезе, показывающее внутреннюю часть устройства 100, генерирующего аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль, размещенное внутри устройства 100, генерирующего аэрозоль. Вместе устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль. На фиг. 6 устройство 100, генерирующее аэрозоль, показано упрощенно. В частности, элементы устройства 100, генерирующего аэрозоль, показаны не в масштабе. Кроме того, были опущены элементы, которые не являются существенными для понимания устройства 100, генерирующего аэрозоль.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит кожух 102, содержащий узел 1 нагревателя по фиг. 1, блок 103 питания и схему 105 управления. На фиг. 6 показаны первый кожух 2 нагревателя, нагревательная камера 6, крепление 8 нагревателя и второй кожух 4 нагревателя. Как описано выше со ссылкой на фиг. 1, нагревательная камера 6 содержит гибкий нагревательный элемент (не показан), расположенный вокруг нее для нагревания нагревательной камеры 6. Блоком 103 питания является батарея, и в данном примере это перезаряжаемая литий-ионная батарея. Схема 105 управления соединена как с блоком 103 питания, так и с нагревательным элементом и управляет подачей электрической энергии от блока 103 питания на нагревательный элемент для регулирования температуры нагревательного элемента.

Кожух 102 содержит отверстие 104 на ближнем, или мундштучном, конце устройства 100, генерирующего аэрозоль, сквозь которое вставлено изделие 200, генерирующее аэрозоль. Отверстие 104 соединено с отверстием 12 в узле 1 нагревателя по фиг. 1, сквозь которое аэрозоль выходит из узла 1 нагревателя. Тем не менее следует иметь в виду, что аэрозоль в основном выходит из узла 1 нагревателя и устройства 100, генерирующего аэрозоль, через изделие 200, генерирующее аэрозоль. Кожух 102 дополнительно содержит впускное отверстие 106 для воздуха на дальнем конце устройства 100, генерирующего аэрозоль. Впускное отверстие 106 для воздуха соединено с впускным отверстием для воздуха, расположенным на дальнем конце первой трубчатой секции 2b первого кожуха 2 нагревателя. Первая трубчатая секция 2b доставляет воздух из впускного отверстия 106 для воздуха в нагревательную камеру 6.

Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит концевую заглушку 202, субстрат 204, образующий аэрозоль, полую трубку 206 и фильтр 208 мундштука. Каждый из вышеуказанных компонентов изделия 100, генерирующего аэрозоль, представляет собой по существу цилиндрический элемент, при этом каждый из них имеет по существу одинаковый диаметр. Компоненты размещены последовательно в примыкающем соосном выравнивании и окружены наружной бумажной оберткой 210 с образованием цилиндрического стержня. Субстрат 204, образующий аэрозоль, представляет собой табачный стержень или штранг, содержащий собранный лист гофрированного гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой (не показана). Гофрированный лист гомогенизированного табачного материала содержит глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля. Концевая заглушка 202 и фильтр 208 мундштука изготовлены из ацетилцеллюлозных волокон.

Дальний конец изделия 200, генерирующего аэрозоль, вставляется в устройство 100, генерирующее аэрозоль, сквозь отверстие 104 в кожухе 102 и задвигается в устройство 100, генерирующее аэрозоль, пока не упрется в упор (не показан на фиг. 6), расположенный на креплении 8 нагревателя, в момент чего он полностью вставлен. Упор помогает правильно расположить субстрат 204, образующий аэрозоль, внутри нагревательной камеры 6, так что нагревательная камера 6 может нагревать субстрат 204, образующий аэрозоль, для образования аэрозоля.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать: датчик (не показан) для обнаружения присутствия изделия 200, генерирующего аэрозоль; пользовательский интерфейс (не показан), такой как кнопка для активации нагревательного элемента; и дисплей или индикатор (не показан) для представления информации пользователю, например об оставшемся заряде батареи, состоянии нагрева, и сообщений об ошибках.

При использовании пользователь вставляет изделие 200, генерирующее аэрозоль, в устройство 100, генерирующее аэрозоль, как показано на фиг. 6. Затем пользователь запускает цикл нагрева путем активации устройства 100, генерирующего аэрозоль, например нажатием переключателя с включением устройства. В ответ на это схема 105 управления управляет подачей электропитания из блока 103 питания на нагревательный элемент (не показан) для нагревания нагревательного элемента, который, в свою очередь, нагревает нагревательную камеру 6. Во время цикла нагрева нагревательный элемент нагревает нагревательную камеру 6 до предварительно определенной температуры или диапазона предварительно определенных температур согласно температурному профилю. Цикл нагрева может длиться приблизительно 6 минут. Тепло от нагревательной камеры 6 передается на субстрат 204, образующий аэрозоль, который выделяет летучие соединения из субстрата 204, образующего аэрозоль. Летучие соединения образуют аэрозоль внутри камеры для образования аэрозоля, образованной полой трубкой 206. Во время цикла нагрева пользователь помещает фильтр 208 мундштука изделия 200, генерирующего аэрозоль, между губами своего рта и осуществляет затяжку или вдыхает через фильтр 208 мундштука. Затем сгенерированный аэрозоль втягивают через фильтр 102 мундштука в рот пользователя.

Для цели настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, когда указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т.д., необходимо понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в настоящем документе. Поэтому в данном контексте число A следует понимать как A ± 5 процентов (5%) от A. В этом контексте число A можно считать включающим численные значения, находящиеся в пределах обычной стандартной ошибки для измерения свойства, которое число A модифицирует. Число A в некоторых случаях при использовании в прилагаемой формуле изобретения может отклоняться на перечисленные выше процентные доли при условии, что величина, на которую отклоняется A, существенно не влияет на основную (основные) и новую (новые) характеристику (характеристики) заявленного изобретения. Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в настоящем документе.

Claims (34)

1. Узел нагревателя для устройства для генерирования аэрозоля, содержащий:

первый кожух нагревателя, содержащий впускное отверстие для воздуха;

второй кожух нагревателя, содержащий выпускное отверстие для аэрозоля; и

нагревательную камеру для нагревания образующего аэрозоль субстрата, при этом нагревательная камера находится в сообщении по текучей среде с впускным отверстием для воздуха и с выпускным отверстием для аэрозоля для формирования пути потока воздуха через узел нагревателя;

при этом узел нагревателя дополнительно содержит:

крепление нагревателя, при этом нагревательная камера установлена на креплении нагревателя; и

уплотнение для герметизации пути потока воздуха;

при этом уплотнение установлено на креплении нагревателя с расположением уплотнения на расстоянии от нагревательной камеры; и

при этом уплотнение установлено на первом конце крепления нагревателя, а нагревательная камера установлена на втором конце крепления нагревателя, при этом второй конец является аксиально противоположным первому концу.

2. Узел по п. 1, в котором первый и второй кожухи нагревателя прикреплены друг к другу и охватывают нагревательную камеру и крепление нагревателя, при этом уплотнение расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью одного из первого и второго кожухов нагревателя.

3. Узел по любому из пп. 1, 2, в котором уплотнение расположено между креплением нагревателя и внутренней поверхностью первого кожуха нагревателя.

4. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором крепление нагревателя расположено раньше по потоку относительно нагревательной камеры.

5. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором крепление нагревателя содержит полимер.

6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором уплотнение расположено на расстоянии от 4 мм до 6 мм от нагревательной камеры.

7. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором уплотнение содержит полимер, обладающий твердостью по Шору от 30A до 90A.

8. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором уплотнение имеет толщину в несжатом состоянии от 0,5 мм до 2 мм.

9. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый элемент из первого кожуха нагревателя, второго кожуха нагревателя, нагревательной камеры и крепления нагревателя содержит канал для потока воздуха, при этом каналы для потока воздуха выполнены в сообщении друг с другом с формированием пути потока воздуха через узел нагревателя.

10. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательная камера содержит трубчатую нагревательную камеру.

11. Узел по п. 10, в котором диаметр трубчатой нагревательной камеры на каждом конце трубчатой нагревательной камеры больше, чем диаметр трубчатой нагревательной камеры в области между двумя концами трубчатой нагревательной камеры.

12. Узел по любому из пп. 10, 11, в котором каждый конец трубчатой нагревательной камеры развальцован или имеет воронкообразную форму.

13. Узел по п. 12, в котором осевая длина развальцованного или воронкообразного конца трубчатой нагревательной камеры составляет от 0,5% до 10% общей длины трубчатой нагревательной камеры.

14. Узел по любому из пп. 11-13, в котором каждый конец трубчатой нагревательной камеры имеет ступенчатый или коленчатый профиль.

15. Узел по п. 14, в котором осевая длина ступенчатого или коленчатого конца трубчатой нагревательной камеры составляет от 0,5% до 10% общей длины трубчатой нагревательной камеры.

16. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательная камера выполнена с возможностью размещения по меньшей мере части изделия для генерирования аэрозоля.

17. Устройство для генерирования аэрозоля, содержащее:

узел нагревателя по любому из предыдущих пунктов; и

блок питания для подачи электропитания на узел нагревателя.

18. Способ изготовления узла нагревателя для устройства для генерирования аэрозоля, включающий в себя:

обеспечение первого кожуха нагревателя, содержащего впускное отверстие для воздуха;

обеспечение второго кожуха нагревателя, содержащего выпускное отверстие для аэрозоля;

обеспечение нагревательной камеры для нагревания образующего аэрозоль субстрата, и расположение нагревательной камеры так в сообщении по текучей среде с впускным отверстием для воздуха и с выпускным отверстием для воздуха с формированием пути потока воздуха через узел нагревателя;

обеспечение крепления нагревателя и установку нагревательной камеры на креплении нагревателя;

обеспечение уплотнения для герметизации пути потока воздуха и установку уплотнения на креплении нагревателя с расположением уплотнения на расстоянии от нагревательной камеры, при этом уплотнение установлено на первом конце крепления нагревателя, а нагревательная камера установлена на втором конце крепления нагревателя, при этом второй конец является аксиально противоположным первому концу; и

прикрепление первого и второго кожухов нагревателя друг к другу с охватыванием нагревательной камеры и крепления нагревателя.