RU2847246C2 - Способ изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ включает этапы: обеспечения первого слоя субстрата, причем первый слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата, далее размещают нагревательный элемент на первом слое субстрата с образованием за счет этого нагревательного слоя; обеспечения второго слоя субстрата, причем второй слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата. Размещают электрические контакты датчика температуры на втором слое субстрата с образованием за счет этого слоя датчика температуры. Размещают слой датчика температуры на нагревательном слое. Техническим результатом является обеспечение эффективной теплоизоляции. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего нагревательный узел.

Известно обеспечение устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, содержащийся в изделии, генерирующем аэрозоль, без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль.

Нагревательный элемент нагревательного узла обычно расположен в полости или вокруг нее для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, после вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость устройства, генерирующего аэрозоль.

Тепло, вырабатываемое нагревательным элементом, может непреднамеренно рассеиваться в компоненты устройства, не предназначенные для нагрева. В целом рассеяние тепла наружу из полости может вызывать тепловые потери в полости, результатом чего является менее эффективный нагрев.

Для нагрева полости до желаемой температуры может потребоваться избыточное количество энергии. В то же время нагревательный элемент должен быть электрически изолирован от полости для предотвращения короткого замыкания нагревательного элемента.

Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, который позволяет снижать потери тепла из полости. Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла, который позволяет уменьшить нагревание внешнего кожуха устройства, которого будет касаться пользователь.

Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла, который позволяет обеспечить эффективную теплоизоляцию.

Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла, который позволяет обеспечить теплоизоляцию при низких производственных затратах. Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла, который позволяет электрически изолировать нагревательный узел от полости.

Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла с оптимизированной теплоизоляцией и оптимизированной электроизоляцией при низких производственных затратах. Было бы желательно предложить способ изготовления нагревательного узла, который позволяет обеспечить одновременно теплоизоляцию и электрическую изоляцию.

Было бы желательно предложить простой способ изготовления нагревательного узла с оптимизированной тепловой и электрической изоляцией с использованием различных слоев электрически изолирующего субстрата.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать этапы обеспечения первого слоя субстрата, причем первый слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата. Способ изготовления нагревательного узла может включать этап размещения нагревательного элемента на первом слое субстрата с образованием за счет этого нагревательного слоя. Способ изготовления нагревательного узла может включать этап обеспечения второго слоя субстрата, причем второй слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата. Способ может включать этапы размещения электрических контактов датчика температуры на втором слое субстрата с образованием за счет этого слоя датчика температуры. Способ изготовления нагревательного узла может также включать этап размещения слоя датчика температуры на нагревательном слое.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ включает этап обеспечения первого слоя субстрата, причем первый слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата. Также способ включает этап размещения нагревательного элемента на первом слое субстрата с образованием за счет этого нагревательного слоя. Способ также включает этап обеспечения второго слоя субстрата, причем второй слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата. Способ изготовления нагревательного узла также включает этап размещения электрических контактов датчика температуры на втором слое субстрата с образованием за счет этого слоя датчика температуры. Далее способ включает этап размещения слоя датчика температуры на нагревательном слое.

За счет того, что предусмотрены раздельные нагревательный слой с нагревательным элементом и слой датчика температуры с электрическими контактами датчика температуры, упрощено изготовление нагревательного узла. Способ изготовления нагревательного узла в соответствии с настоящим изобретением позволяет размещать нагревательный элемент на первом слое субстрата. Отдельно от нагревательного слоя электрические контакты размещают на втором слое субстрата для образования слоя датчика температуры. Это дает возможность простого изготовления нагревательного узла с различными слоями электрически изолирующего субстрата. Это может дать возможность простого изготовления нагревательного узла, причем нагревательный элемент и электрические контакты датчика температуры расположены на разных электрически изолирующих слоях субстрата. Это может обеспечить возможность электрической изоляции нагревательного элемента от других компонентов нагревательного узла. Это может обеспечить возможность теплоизоляции различных компонентов нагревательного узла.

Способ изготовления нагревательного узла может также включать присоединение слоя датчика температуры к нагревательному слою с образованием за счет этого первой сборки. Это может обеспечить стабильный нагревательный узел, причем различные электрически изолирующие слои субстрата соединены друг с другом. Это может обеспечивать возможность образования стабильной первой сборки из нагревательного слоя и слоя датчика температуры. Соответственно, первая сборка может содержать нагревательный слой и слой датчика температуры, соединенные вместе.

Способ изготовления нагревательного узла может включать одно или оба из:

размещения первого слоя адгезива на первом слое субстрата для скрепления первого слоя субстрата и нагревательного элемента между собой и

размещения второго слоя адгезива на втором слое субстрата для скрепления второго слоя субстрата и электрических контактов датчика температуры между собой.

Это может обеспечить возможность стабильного прикрепления нагревательного элемента к первому слою субстрата. Это может дать возможность стабильного прикрепления электрических контактов датчика температуры ко второму слою субстрата. В альтернативном варианте осуществления первый слой субстрата содержит Pyralux (пиралюкс). Тогда нагревательный элемент можно расположить непосредственно на первом субстрате. Затем нагревательный элемент может быть прикреплен непосредственно к первому субстрату. Для этого может не требоваться присутствия первого слоя адгезива на первом субстрате.

Способ может дополнительно включать размещение третьего слоя адгезива на стороне второго слоя субстрата, противоположной электрическим контактам датчика температуры. Слой датчика температуры и нагревательный слой могут быть соединены друг с другом третьим слоем адгезива с образованием за счет этого первой сборки.

Это может обеспечить возможность стабильного соединения слоя датчика температуры с нагревательным слоем посредством третьего слоя адгезива.

Соединение может включать нагрев и прикладывание давления к слою датчика температуры и нагревательному слою. Соединение может включать прикладывание давления, составляющего 1 килограмм/квадратный метр при температуре от 250 градусов по Цельсию до 360 градусов по Цельсию. Соединение можно осуществлять в течение от 5 минут до 20 минут, предпочтительно 12 минут. Предпочтительно слой датчика температуры и нагревательный слой могут быть соединены друг с другом путем прикладывания давления, составляющего от 0,05 кг/см² до 1,2 кг/см², предпочтительно от 0,1 кг/см² до 1 кг/см² при 340 градусах по Цельсию в течение от 5 минут до 20 минут, предпочтительно 12 минут. Давление может составлять 1 кг/см², 0,1 кг/см² или 0,5 кг/см². Два разных слоя могут быть соединены друг с другом с использованием устройства для горячего прессования.

Это может обеспечить возможность простого соединения нагревательного слоя и слоя датчика температуры. Это может обеспечить возможность надежного соединения нагревательного слоя и слоя датчика температуры.

Способ изготовления нагревательного узла может дополнительно включать этап размещения третьего слоя субстрата, по меньшей мере частично покрывающего слой датчика температуры, на нагревательном слое, причем третий слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата.

Термин «покрывающий» или «покрывать» может означать, что третий слой субстрата имеет по существу такой же размер поверхности, что и второй слой субстрата так, что третий слой субстрата может быть размещен на втором слое субстрата таким образом, чтобы площадь поверхности второго слоя субстрата, обращенная к третьему слою субстрата, по существу перекрывалась третьим слоем субстрата.

В случае, когда третий слой субстрата размещен так, что он покрывает второй слой субстрата, размер поверхности третьего слоя субстрата может составлять по меньшей мере 90% площади поверхности второго слоя субстрата, предпочтительно размер поверхности третьего слоя субстрата может составлять по меньшей мере 80% площади поверхности второго слоя субстрата, более предпочтительно размер поверхности третьего слоя субстрата может составлять по меньшей мере 70% площади поверхности второго слоя субстрата, наиболее предпочтительно размер поверхности третьего слоя субстрата может составлять по меньшей мере 60% площади поверхности второго слоя субстрата.

То, что третий слой субстрата располагают поверх нагревательного слоя и слоя датчика температуры может упростить изготовление. В частности, соединение нагревательного слоя и слоя датчика температуры может требовать приложения давления и высокой температуры в прессе для термоплавкого состава. Второй адгезив может быть равномерно нанесен на всю поверхность второго слоя субстрата. После крепления электрических контактов датчика температуры на втором слое субстрата посредством второго адгезива электрические контакты могут занимать лишь ограниченную площадь на втором слое субстрата. Соответственно, второй адгезив может контактировать с поверхностью пресса для термоплавкого состава, создавая сложности в процессе сборки. Третий слой субстрата может предотвращать любой контакт между вторым адгезивом и поверхностью пресса для термоплавкого состава.

Третий слой субстрата может содержать по меньшей мере одно сквозное отверстие. Сквозное отверстие может обеспечивать электрический контакт между электрическими контактами слоя датчика температуры и датчиком температуры. Предпочтительно третий слой субстрата может содержать два сквозных отверстия для обеспечения электрического контакта с двумя контактами датчика температуры.

Способ может дополнительно включать размещение четвертого слоя адгезива на электрических контактах датчика температуры. Четвертый слой адгезива может быть предназначен для прикрепления слоя датчика температуры к третьему слою субстрата. Четвертый слой адгезива может содержать сквозное отверстие в слое адгезива для обеспечения электрического контакта между электрическими контактами слоя датчика температуры и температурным датчиком. Сквозное отверстие слоя адгезива может быть выровнено со сквозным отверстием в третьем слое субстрата для обеспечения возможности электрического контакта между электрическими контактами, предусмотренными на слое датчика температуры, и датчиком температуры через четвертый слой адгезива и третий слой субстрата.

Способ изготовления нагревательного узла может дополнительно включать соединение третьего слоя субстрата со слоем датчика температуры на нагревательном слое с образованием за счет этого второй сборки. Соответственно, вторая сборка может содержать нагревательный слой, слой датчика температуры и третий слой субстрата, соединенные вместе.

Предпочтительно третий слой субстрата может быть соединен со слоем датчика температуры на нагревательном слое посредством четвертого слоя адгезива с образованием за счет этого второй сборки.

Соединение третьего слоя субстрата со слоем датчика температуры на нагревательном слое может обеспечить стабильное и надежное соединение между разными слоями нагревательного узла.

Способ изготовления нагревательного узла может дополнительно включать обеспечение теплопроводной трубки. Теплопроводная трубка может представлять собой металлическую трубку, предпочтительно трубку из нержавеющей стали. В альтернативном варианте осуществления трубка может представлять собой керамическую трубку.

Способ изготовления нагревательного узла может включать этапы размещения нагревательного слоя вокруг теплопроводной трубки. Предпочтительно одна из первой сборки и второй сборки может быть размещена вокруг теплопроводной трубки.

Трубка может определять трубчатую форму нагревательного узла. Трубка может определять трубчатую форму нагревательного узла, когда нагревательный слой размещен вокруг теплопроводной трубки. Трубка может определять трубчатую форму нагревательного узла, когда одна из первой сборки и второй сборки размещена вокруг теплопроводной трубки. Устройство для горячего прессования можно применять для размещения одной из первой сборки и второй сборки на теплопроводной трубке и соединения с ней. Устройство горячего прессования может включать прижимное устройство. Прижимное устройство может быть выполнено с возможностью прикладывать давление к узлу из теплопроводной трубки и одной из первой сборки и второй сборки.

Способ изготовления нагревательного узла может включать этап оборачивания первой сборки или второй сборки вокруг трубки. Предпочтительно одну из первой сборки и второй сборки оборачивают вокруг трубки один раз. Внешний диаметр трубки может соответствовать внутреннему диаметру первого слоя субстрата одной из первой сборки и второй сборки после оборачивания указанной первой сборки или второй сборки вокруг теплопроводной трубки.

Образование первой сборки или второй сборки с последующим оборачиванием указанной сборки вокруг теплопроводной трубки может обеспечивать простой способ изготовления нагревательного узла. Оборачивание первой сборки или второй сборки вокруг теплопроводной трубки может составлять простой этап изготовления. Оборачивание первой сборки или второй сборки вокруг теплопроводной трубки один раз может быть проще выполнить, чем старые способы изготовления нагревательного узла, в которых один непрерывный слой электрически изолированного субстрата, содержащий как нагревательный элемент, так и электрические контакты датчика температуры, оборачивают вокруг трубки дважды.

Способ изготовления нагревательного узла может также включать размещение пятого слоя адгезива на теплопроводной трубке. Способ может включать соединение теплопроводной трубки с одной из первой сборки и второй сборки посредством пятого слоя адгезива.

Это может обеспечивать надежное соединение между первой теплопроводящей трубкой и одной из первой сборки и второй сборки.

Первый слой субстрата может содержать Pyralux. Затем первый слой субстрата может быть напрямую соединен с теплопроводной трубкой. Это может не требовать присутствия пятого адгезивного слоя на теплопроводной трубке. Соединение первого слоя субстрата напрямую с теплопроводными трубками требует прикладывания давления. Этот этап способа не требует нагревания.

Способ изготовления нагревательного узла может дополнительно включать этап прикрепления датчика температуры к одной из первой сборки и второй сборки. Предпочтительно этап прикрепления датчика температуры может включать соединение датчика температуры с электрическими контактами слоя датчика температуры.

Способ изготовления нагревательного узла может дополнительно включать сначала размещение одной из первой сборки и второй сборки вокруг теплопроводной трубки, и затем прикрепление датчика температуры к электрическим контактам слоя датчика температуры.

Датчик температуры может быть размещен на втором слое субстрата, если датчик температуры прикреплен к первой сборке. Датчик температуры может быть размещен на третьем слое субстрата, если датчик температуры прикреплен ко второй сборке.

Это может обеспечить простой способ изготовления нагревательного узла трубчатой формы, содержащего нагревательный элемент и электрические контакты, контактирующие с датчиком температуры.

Теплопроводная трубка может образовывать полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может нагреваться теплопроводной трубкой. Нагревательный элемент нагревательного узла может быть выполнен с возможностью нагревать теплопроводную трубку. Датчик температуры может быть выполнен с возможностью определять температуру одного или обоих из нагревательного элемента и теплопроводной трубки.

Способ изготовления нагревательного узла может включать дополнительный этап размещения термоусадочного слоя вокруг датчика температуры. Термоусадочный слой может быть размещен вокруг узла трубчатой формы из теплопроводной трубки и одной из первой сборки и второй сборки, обернутой вокруг трубки.

Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью усадки при нагреве. Термоусадочный слой может надежно удерживать теплопроводную трубку, датчик температуры и одну из первой сборки и второй сборки вместе. Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью прикладывать равномерное направленное внутрь давление к нагревательному узлу. Термоусадочный слой может улучшать контакт между одной или обоими из теплопроводной трубки и одной из первой сборки и второй сборки. Термоусадочный слой может крепко удерживать вместе большую часть или все из компонентов нагревательного узла. Термоусадочный слой может применяться вместо слоев адгезива, описанных в настоящем документе. В альтернативном варианте осуществления термоусадочный слой может применяться в дополнение к слоям адгезива, описанным в настоящем документе.

Толщина термоусадочного слоя может составлять от 100 микрометров до 300 микрометров, предпочтительно около 180 микрометров.

Термоусадочный слой может быть выполнен из полиэфирэфиркетона (PEEK). Термоусадочный слой может быть выполнен из одного или более из тефлона (Teflon) и политетрафторэтилена (PTFE) или может содержать их.

Может быть предусмотрен теплоизоляционный слой, окружающий термоусадочный слой. Указанный теплоизоляционный слой предпочтительно выполнен из аэрогеля.

Один или более из первого слоя субстрата, второго слоя субстрата и третьего слоя субстрата может иметь толщину от 10 микрометров до 50 микрометров, предпочтительно от 20 микрометров до 30 микрометров, более предпочтительно около 25 микрометров.

Теплопроводная трубка, если она, что предпочтительно, выполнена из нержавеющей стали, может иметь толщину от 20 микрометров до 60 микрометров, предпочтительно от 30 микрометров до 50 микрометров, более предпочтительно - около 40 микрометров.

Нагревательный элемент может сдержать резистивный нагреватель. Нагревательный элемент может содержать нагревательную дорожку. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательную дорожку. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с возможностью генерирования тепла. Нагревательные дорожки могут представлять собой электрически резистивные нагревательные дорожки.

Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали толщиной около 50 микрометров. Нагревательные дорожки могут быть предпочтительно выполнены из нержавеющей стали толщиной около 25 микрометров. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной около 50,8 микрометра. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной около 25,4 микрометра. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из меди толщиной около 35 микрометров. Инконель может представлять собой устойчивый к окислительной коррозии сплав, содержащий никель в качестве основного компонента и хром в качестве дополнительного компонента. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из никеля толщиной около 12 микрометров. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из латуни толщиной около 25 микрометров.

Нагревательный элемент, предпочтительно нагревательные дорожки, может быть напечатан в первом слое субстрата. Нагревательные дорожки могут быть нанесены методом фотопечати на первый слой субстрата.

Предпочтительно нагревательные дорожки образуют путем ламинирования слоя металла к первому слою субстрата. Слой металла может быть структурирован посредством фотолитографического процесса. Фотолитографический процесс может включать образование фоторезиста на слое металла. Фоторезист может быть предусмотрен для образования структурированного слоя фоторезиста. Структурированный слой фоторезиста может определять структуру нагревательных дорожек. Нагревательные дорожки нагревательного элемента могут быть образованы путем химического травления через структурированный фоторезист.

Нагревательные дорожки могут быть размещены по центру на первом слое субстрата. Нагревательные дорожки могут иметь изогнутую форму. Нагревательные дорожки могут иметь криволинейную форму. Нагревательные дорожки могут иметь зигзагообразную форму. Нагревательные дорожки могут иметь извилистую форму.

Один или более из первого слоя субстрата, второго слоя субстрата и третьего слоя субстрата может содержать пленку из полиамида, Pyralux или полиимида. Любой из слоев субстрата может быть выполнен из полиимида или полиамида. Слои субстрата могут быть выполнены с возможностью выдерживать от 220 градусов по Цельсию до 320 градусов по Цельсию, предпочтительно от 240 градусов по Цельсию до 300 градусов по Цельсию, предпочтительно около 280 градусов по Цельсию. Любой из слоев субстрата может быть выполнен из Pyralux.

Один или более из первого слоя адгезива, второго слоя адгезива, третьего слоя адгезива, четвертого слоя адгезива или пятого слоя адгезива могут иметь толщину от 2 микрометров до 50 микрометров, предпочтительно от 3 микрометров до 7 микрометров, более предпочтительно около 5 микрометров. Пятый слой адгезива может иметь толщину около от 20 микрометров до 30 микрометров, предпочтительно толщину, составляющую 25 микрометров. Это может гарантировать надежное соединение теплопроводной трубки с одной из первой сборки и второй сборки. Это может повысить эффективность нагрева.

Один или более из первого слоя адгезива, второго слоя адгезива, третьего слоя адгезива, четвертого слоя адгезива или пятого слоя адгезива может представлять собой слой адгезива на основе силикона. Слой адгезива может содержать одно или оба из адгезивов на основе РЕЕК и акриловых адгезивов.

Датчик температуры может представлять собой датчик температуры с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), Pt100 или предпочтительно Pt1000.

Датчик температуры может быть прикреплен к одной из первой сборки и второй сборки путем приваривания или припаивания к электрическим контактам на втором слое субстрата.

Настоящее изобретение также может обеспечить способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать субстрат, образующий аэрозоль. Полость может быть расположена в кожухе устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать этап изготовления нагревательного узла, описанного в настоящем документе. Способ также может включать этап обеспечения кожуха для устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать этап размещения нагревательного узла в кожухе с образованием за счет этого полости.

В другом варианте осуществления предложен способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит субстрат, образующий аэрозоль. Полость расположена в кожухе устройства, генерирующего аэрозоль. Способ включает этап изготовления нагревательного узла, как описано в настоящем документе. Кроме того, способ включает этап обеспечения кожуха для устройства, генерирующего аэрозоль, и размещения нагревательного узла в кожухе с образованием за счет этого полости.

Этот способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль, обеспечивает надежный и простой способ образования нагревательного узла как отдельного компонента устройства, генерирующего аэрозоль. Затем собранный нагревательный узел может быть размещен в кожухе устройства, генерирующего аэрозоль. Это может обеспечить образование полости для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, в устройстве.

Боковая стенка полости может быть образована теплопроводной трубкой нагревательного узла. Это может гарантировать надежное и равномерное нагревание изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости, посредством теплопроводной трубки.

Способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль, может дополнительно включать этап обеспечения схемы управления. Схема управления может быть выполнена с возможностью управлять температурой нагревательного элемента на основании информации о температуре на нагревательном элементе, определяемой датчиком температуры. Схема управления может быть соединена с нагревательным элементом и датчиком температуры.

Во всех аспектах настоящего изобретения нагревательный элемент может 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.

Как описано, в любом из аспектов настоящего изобретения нагревательный элемент может содержать внешний нагревательный элемент, причем «внешний» относится к субстрату, образующему аэрозоль. Внешний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, внешний нагревательный элемент может принимать форму одного или более листов гибкой нагревательной фольги или нагревательных дорожек на диэлектрическом субстрате, таком как полиимидный. Диэлектрический субстрат представляет собой первый слой субстрата. Листам гибкой нагревательной фольги или нагревательным дорожкам может быть придана форма, соответствующая периметру полости. В альтернативном варианте осуществления внешний нагревательный элемент может принимать форму металлической решетки или металлических решеток, гибкой печатной платы, литого соединительного устройства (MID), керамического нагревателя, гибкого нагревателя из углеродного волокна или может быть образован с использованием технологии нанесения покрытия, такой как плазменное осаждение из паровой фазы, на первом слое субстрата подходящей формы. Внешний нагревательный элемент также может быть выполнен с использованием металла, имеющего определенную зависимость между температурой и удельным сопротивлением. В таком приведенном в качестве примера устройстве металл может быть образован в виде дорожки между первым слоем субстрата и вторым слоем субстрата. Выполненный таким образом внешний нагревательный элемент может использоваться как для нагрева, так и для контроля температуры внешнего нагревательного элемента во время работы.

Нагревательный элемент преимущественно нагревает субстрат, образующий аэрозоль, за счет проводимости. В альтернативном варианте осуществления тепло от внутреннего или внешнего нагревательного элемента может быть проведено к субстрату посредством теплопроводного элемента.

Во время работы субстрат, образующий аэрозоль, может полностью содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку через мундштук устройства, генерирующего аэрозоль. В альтернативном варианте осуществления во время работы курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может частично размещаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку непосредственно через курительное изделие.

Нагревательный элемент может быть выполнен как индукционный нагревательный элемент. Индукционный нагревательный элемент может содержать катушку индуктивности и токоприемник. В целом токоприемник представляет собой материал, способный генерировать тепло при проникании в него переменного магнитного поля. В соответствии с настоящим изобретением токоприемник может быть электропроводным или магнитным, или как электропроводным, так и магнитным. Переменное магнитное поле, создаваемое одной или несколькими катушками индуктивности, нагревает токоприемник, который затем передает тепло на субстрат, образующий аэрозоль, в результате чего образуется аэрозоль. Передача тепла может происходить в основном за счет теплопроводности. Такая теплопередача происходит наилучшим образом, если токоприемник находится в тесном тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. При использовании индукционного нагревательного элемента индукционный нагревательный элемент может быть выполнен в виде внешнего нагревателя, как описано в данном документе. Если индукционный нагревательный элемент выполнен в виде внешнего нагревательного элемента, токоприемный элемент предпочтительно выполнен в виде цилиндрического токоприемника, по меньшей мере частично окружающего полость. Нагревательные дорожки, описанные в настоящем документе, могут быть выполнены в виде токоприемника. Токоприемник может быть расположен между первым слоем субстрата и вторым слоем субстрата. Вторая часть слоя субстрата может быть окружена катушкой индуктивности. Токоприемник, а также катушка индуктивности, могут являться частью нагревательного узла.

Предпочтительно способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль, включает обеспечение средства подачи питания, выполненного с возможностью подавать питание на одно или оба из нагревательного элемента и нагревательного узла. Средство подачи питания предпочтительно содержит источник питания. Предпочтительно источник питания представляет собой батарею, такую как литий-ионная батарея. В альтернативном варианте осуществления источник питания может представлять собой устройство накопления заряда другого типа, такое как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки. Например, источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного узла.

В настоящем документе термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут выделяться в результате нагрева или сгорания субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы нагреву или горению в некоторых случаях летучие соединения могут высвобождаться в результате химической реакции или в результате механического воздействия, такого как ультразвуковое. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким или может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль.

В данном документе термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым.

В данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, с генерированием аэрозоля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может взаимодействовать с одним или обоими из изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, и картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах устройство, генерирующее аэрозоль, может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, для облегчения высвобождения летучих соединений из субстрата. Электрическое устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать распылитель, такой как электрический нагреватель, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, с образованием аэрозоля.

В контексте настоящего документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и субстрата, образующего аэрозоль. Если субстрат, образующий аэрозоль, образует часть изделия, генерирующего аэрозоль, система, генерирующая аэрозоль, относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, с изделием, генерирующим аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования аэрозоля.

Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

на Фиг. 1 показан нагревательный узел, содержащий теплопроводную трубку, нагревательный слой и слой датчика температуры;

на Фиг. 2 показаны различные слои, образующие нагревательный узел;

на Фиг. 3 показаны различные слои, образующие нагревательный узел, включая третий изоляционный слой; и

на Фиг. 4 изображен вид сверху нагревательного слоя и слоя датчика температуры перед их соединением друг с другом для образования первой сборки;

на Фиг. 5 показан вид сверху второй сборки, образованной посредством соединения друг с другом нагревательного слоя и слоя датчика температуры, показанных на Фиг. 4, с третьим слоем субстрата.

Далее одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций во всех графических материалах.

На Фиг. 1 показан нагревательный узел 10. Все компоненты нагревательного узла уже свернуты с получением трубчатых компонентов. Нагревательный узел 10 содержит теплопроводную трубку, такую как трубка 12 из нержавеющей стали. Трубка 12 из нержавеющей стали образует внутренний слой нагревательного узла 10. Трубка 12 из нержавеющей стали является трубчатой. Трубка 12 из нержавеющей стали образует полость 14, так что изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть помещено в полость 14 для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, и для создания вдыхаемого аэрозоля.

На Фиг. 1 дополнительно показан первый слой 16 субстрата. Поверх первого слоя 16 субстрата размещен нагревательный элемент 18 в форме нагревательных дорожек. Электрические контакты 20 нагревательного элемента 18 также показаны на Фиг. 1. На первом слое 16 субстрата размещен первый слой 22 адгезива для скрепления первого слоя 16 субстрата и нагревательного элемента 18 между собой. Дополнительно область поверхности первого слоя 16 субстрата, не покрытая нагревательным элементом 18, может быть прикреплена ко второму слою 24 субстрата посредством первого слоя 22 адгезива.

На Фиг. 1 дополнительно показан второй слой 24 субстрата. На втором слое 24 субстрата размещен второй слой 26 адгезива. Второй слой 26 адгезива выполняет функцию обеспечения возможности скрепления второго слоя 24 субстрата и электрических контактов датчика 28 температуры. Второй слой 26 адгезива дополнительно способствует скреплению второго слоя 24 субстрата и контактов 30 датчика 28 температуры между собой. Наконец, второй слой 26 адгезива способствует скреплению второго слоя 24 субстрата и необязательного третьего слоя 38 субстрата между собой. Необязательный третий слой субстрата размещен поверх слоя датчика температуры. Третий слой субстрата не показан на Фиг. 1. Наконец, термоусадочный слой 32 размещен поверх нагревательного узла 10. Нагрев термоусадочного слоя 32 способствует надежному удерживанию всех компонентов нагревательного узла 10.

На первом этапе образуют нагревательный слой путем размещения нагревательного элемента 18 на первом слое 16 субстрата посредством первого слоя 22 адгезива. Слой датчика температуры образуют путем размещения электрических контактов 30 датчика температуры на втором слое 24 субстрата посредством второго слоя 26 адгезива. Слой датчика температуры может быть соединен с нагревательным слоем методом горячего прессования, прикладывания давления и температуры с образованием за счет этого первой сборки. Первая сборка может представлять собой плоскую сборку до оборачивания ее вокруг проводящей трубки. Затем первая сборка может быть обернута вокруг теплопроводной трубки 12 из нержавеющей стали с получением трубчатой формы. Затем, датчик 28 температуры можно прикрепить к первой сборке, обернутой вокруг теплопроводной трубки 12. Предпочтительно датчик 28 температуры может быть соединен с электрическими контактами датчика 30 на слое датчика температуры посредством контактов 30 датчика, расположенных на датчике 28 температуры.

В альтернативном варианте осуществления третий слой субстрата, не показанный на Фиг. 1, может быть соединен с нагревательным слоем и слоем датчика температуры с получением второй сборки. Затем эту вторую сборку оборачивают вокруг трубки 12 из нержавеющей стали. В этом альтернативном способе изготовления нагревательного узла датчик 28 температуры затем можно прикрепить к электрическим контактам 30 слоя датчика температуры через сквозное отверстие в третьем слое субстрата для прикрепления ко второй сборке.

На Фиг. 2 более подробно показаны слои нагревательного узла 10. Внутренний слой образован трубкой 12 из нержавеющей стали. Предусмотрен пятый слой 34 адгезива для соединения трубки 12 из нержавеющей стали с первым слоем 16 субстрата. В качестве следующего слоя нагревательный элемент 18 размещен на первом слое 16 субстрата посредством первого слоя 22 адгезива. Это дает нагревательный слой. Между нагревательным элементом 18 и вторым слоем 24 субстрата предусмотрен третий слой 36 адгезива для прикрепления к нагревательному слою. Наконец, электрические контакты 30 датчика температуры размещены на втором слое субстрата 24 посредством второго слоя 26 адгезива. Это обеспечивает слой датчика температуры. Соединение нагревательного слоя со слоем датчика температуры третьим слоем 36 адгезива дает первую сборку. На Фиг. 2 дополнительно показаны предпочтительные значения толщины всех слоев.

На Фиг. 3 показано дополнительное размещение третьего слоя 38 субстрата поверх датчика 28 температуры посредством четвертого слоя 40 адгезива. В третьем слое 38 субстрата предусмотрено по меньшей мере одно сквозное отверстие 42 для обеспечения возможности контакта с контактами 30 датчика через третий слой 38 субстрата для прикрепления и электрического подсоединения датчика 28 температуры. Дополнительно, сквозное отверстие 45 слоя адгезива присутствует в четвертом слое адгезива. Сквозное отверстие в слое адгезива обеспечивает возможность контакта с контактами 30 датчика слоя датчика температуры для обеспечения контакта с датчиком 28 температуры через четвертый адгезивный слой. На Фиг. 3 дополнительно показаны предпочтительные значения толщины всех слоев.

На Фиг. 4 изображена левая сторона нагревательного слоя, содержащая первый субстрат 16 с первым слоем 22 адгезива. Нагревательный элемент 18 прикреплен посредством первого слоя 22 адгезива к первому субстрату 16. Нагревательный элемент 18 содержит дорожки. Нагревательный элемент 18 также включает контакты 20 электрического нагревателя. В правой части Фиг. 4 показан слой датчика температуры. Слой датчика температуры включает второй субстрат 24 со вторым слоем 26 адгезива. Электрические контакты 30 датчика температуры прикреплены ко второму субстрату 24 с помощью слоя 26.

На Фиг. 5 показан вид сверху второй сборки. Вторую сборку образуют путем соединения друг с другом нагревательного слоя и слоя датчика температуры, показанных на Фиг. 4, и дополнительно соединения третьего слоя субстрата с нагревательным слоем и слоем датчика температуры. Для ясности не показаны ни второй слой субстрата, ни третий слой субстрата. Показан только первый слой 16 субстрата. На Фиг. 5 также показаны нагревательные дорожки нагревательного элемента 18 с электрическими контактами 20 нагревателя, электрические контакты 30 слоя датчика температуры и сквозные отверстия 42 третьего слоя субстрата. Нагревательные дорожки нагревательного элемента 18 изображены на Фиг. 5. Два контакта 20 нагревателя предусмотрены для обеспечения возможности подачи электрической энергии на нагревательный элемент 18. Кроме того, предусмотрены два электрических соединения 30 датчика температуры для электрического контакта с датчиком 28 температуры. Два сквозных отверстия 45 присутствуют на третьем слое субстрата (третий слой субстрата не показан на Фиг. 5). Эти сквозные отверстия обеспечивают возможность контакта электрических контактов слоя датчика температуры через третий слой субстрата.

Claims (19)

1. Способ изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, включающий этапы: обеспечения первого слоя субстрата, причем первый слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата, размещения нагревательного элемента на первом слое субстрата с образованием за счет этого нагревательного слоя, обеспечения второго слоя субстрата, причем второй слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата, размещения электрических контактов датчика температуры на втором слое субстрата с образованием за счет этого слоя датчика температуры, размещения слоя датчика температуры на нагревательном слое, причем способ дополнительно включает размещение третьего слоя субстрата, по меньшей мере частично покрывающего слой датчика температуры, на нагревательном слое, причем третий слой субстрата представляет собой электрически изолирующий слой субстрата, при этом третий слой субстрата содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие для электрического контакта между электрическими контактами и датчиком температуры.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий закрепление слоя датчика температуры на нагревательном слое с образованием за счет этого первой сборки.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий одно или оба из: размещения первого слоя адгезива на первом слое субстрата для скрепления первого слоя субстрата и нагревательного элемента между собой и размещения второго слоя адгезива на втором слое субстрата для скрепления второго слоя субстрата и электрических контактов датчика температуры между собой.

4. Способ по любому из пп. 2 или 3, дополнительно включающий размещение третьего слоя адгезива на стороне второго слоя субстрата, противоположной электрическим контактам датчика температуры, причем слой датчика температуры и нагревательный слой соединяют друг с другом посредством третьего слоя адгезива с образованием за счет этого первой сборки.

5. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что соединение включает нагревание и прикладывание давления к слою датчика температуры и нагревательному слою, причем предпочтительно соединение включает прикладывание давления, составляющего от 0,05 до 1,2 кг/см², предпочтительно от 0,1 до 1 кг/см², при температуре от 250 до 360°С.

6. Способ по любому из пп. 3 или 4, дополнительно включающий размещение четвертого слоя адгезива на электрических контактах датчика температуры для прикрепления слоя датчика температуры к третьему слою субстрата.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий соединение третьего слоя субстрата со слоем датчика температуры на нагревательном слое с образованием за счет этого второй сборки, при этом предпочтительно способ включает соединение третьего слоя субстрата со слоем датчика температуры на нагревательном слое посредством четвертого слоя адгезива.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий обеспечение теплопроводной трубки, и при этом нагревательный слой размещают вокруг теплопроводной трубки, причем одну из первой сборки и второй сборки размещают вокруг теплопроводной трубки.

9. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что одну из первой сборки и второй сборки оборачивают вокруг трубки, причем более предпочтительно одну из первой сборки и второй сборки оборачивают вокруг трубки только один раз.

10. Способ по любому из пп. 8 или 9, дополнительно включающий размещение пятого слоя адгезива на теплопроводной трубке, и при этом способ включает соединение теплопроводной трубки с одной из первой сборки и второй сборки посредством пятого слоя адгезива.

11. Способ по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что первый слой субстрата содержит пленку Pyralux, и при этом теплопроводная трубка напрямую соединена с первым слоем субстрата.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий прикрепление датчика температуры к одной из первой сборки и второй сборки, причем способ включает соединение датчика температуры с электрическими контактами слоя датчика температуры.

13. Способ по любому из пп. 8-12, дополнительно включающий сначала размещение одной из первой сборки и второй сборки вокруг теплопроводной трубки, и причем затем датчик температуры прикрепляют к электрическим контактам слоя датчика температуры.

14. Способ по любому из пп. 12, 13, дополнительно включающий размещение термоусадочного слоя вокруг датчика температуры.

15. Способ изготовления устройства, генерирующего аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль, при этом полость расположена в кожухе, причем способ включает этапы: изготовления нагревательного узла в соответствии со способом по любому из предыдущих пунктов, обеспечения кожуха для устройства, генерирующего аэрозоль, и размещения нагревательного узла в кожухе с образованием за счет этого полости.

16. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что боковая стенка полости образована теплопроводной трубкой нагревательного узла.

17. Способ по любому из пп. 15 или 16, дополнительно включающий обеспечение схемы управления, выполненной с возможностью управления температурой нагревательного элемента на основании информации о температуре на нагревательном элементе, определяемой датчиком температуры, причем схема управления соединена с нагревательным элементом и датчиком температуры.

18. Нагревательный узел, изготовленный способом по любому из пп. 1-14.

19. Устройство, генерирующее аэрозоль, изготовленное способом по любому из пп. 15-17.