RU2847577C2 - Нагревательный узел, устройство для генерирования аэрозоля и способ изготовления нагревательного узла для устройства для генерирования аэрозоля - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к табачной промышленности, в частности к системам, имитирующим процесс табакокурения. Нагревательный узел для устройства генерирования аэрозоля содержит корпус нагревателя, нагревательный элемент, содержащий по меньшей мере два контакта нагревателя, каркас соединителя и электрическую цепь. Каркас соединителя расположен на корпусе нагревателя и содержит по меньшей мере два контакта соединителя, электрически соединенные с двумя контактами нагревателя. Два контакта соединителя электрически соединены с электрической цепью. Контакты соединителя расположены для прямого контакта с электрической цепью. Контакты соединителя являются плоскими, контакты нагревателя являются плоскими и жесткими. Заявлено устройство для генерирования аэрозоля. Для осуществления способа изготовления нагревательного узла для устройства для генерирования аэрозоля предоставляют корпус нагревателя, электрическую цепь и нагревательный элемент, содержащий по меньшей мере два плоских и жестких контакта нагревателя. Каркас соединителя выполнен за одно целое с корпусом нагревателя. Каркас соединителя содержит по меньшей мере два контакта соединителя. Обеспечивают электрическое соединение двух контактов соединителя с двумя контактами нагревателя и двух контактов соединителя с электрической цепью. Контакты соединителя расположены для прямого контакта с электрической цепью и контакты соединителя являются плоскими. Достигается технический результат – повышение надежности электрического контакта между нагревательным элементом и соединителем. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к нагревательному узлу для устройства, генерирующего аэрозоль (для генерирования аэрозоля). Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству, генерирующему аэрозоль (для генерирования аэрозоля), и способу изготовления нагревательного узла.

Известным является предоставление устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, до температуры, при которой один или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль, испаряются без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен как часть изделия, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, такую как нагревательная камера, устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может быть 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.

Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенной надежностью. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенным качеством изготовления. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенной прочностью в процессе изготовления. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, изготовление которого проще.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предоставлен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, причем нагревательный узел может содержать одно или более из: корпуса нагревателя, нагревательного элемента, каркаса соединителя и электрической схемы (цепи). Нагревательный элемент может содержать по меньшей мере два контакта нагревателя. Каркас соединителя может быть расположен на корпусе нагревателя. Каркас соединителя может содержать по меньшей мере два контакта соединителя. Эти два контакта соединителя могут быть электрически соединены с двумя контактами нагревателя. Эти два контакта соединителя могут быть электрически соединены с электрической схемой.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предоставлен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, при этом нагревательный узел содержит корпус нагревателя, нагревательный элемент, каркас соединителя и электрическую схему. Нагревательный элемент содержит по меньшей мере два контакта нагревателя. Каркас соединителя расположен на корпусе нагревателя. Каркас соединителя содержит по меньшей мере два контакта соединителя. Эти два контакта соединителя электрически соединены с двумя контактами нагревателя. Эти два контакта соединителя электрически соединены с электрической схемой.

Изготовление нагревательного узла стало легче благодаря обеспечению каркаса соединителя. Поскольку каркас соединителя используется для электрического соединения нагревательного элемента с электрической схемой, между каркасом соединителя и электрической схемой электрическая проводка не нужна. Следовательно, во время производства каркас соединителя можно легко вручную или автоматически соединить с электрической схемой без необходимости обеспечения какой-либо электрической проводки и без необходимости обеспечения какой-либо пайки.

Корпус нагревателя может быть выполнен в виде опорного каркаса. Дополнительные компоненты нагревательного узла могут быть установлены на корпус нагревателя. Опорный каркас может быть образован из любого подходящего электроизоляционного материала. Предпочтительно опорный каркас может быть образован из материала, который подходит для литья поверх других компонентов нагревательного узла. Опорный каркас может быть образован из полимерного материала. В частности, опорный каркас может быть образован из поддающегося литью полимера. Предпочтительно опорный каркас образован из материала, который подходит для использования в процессе литья, таком как литье под давлением. Особенно подходящие полимерные материалы включают термопластичные материалы и термоотверждаемые полимеры. Подходящие полимерные материалы включают: полифталамид (PPA), поликарбонат (PC), смесь поликарбоната и акрилонитрил-бутадиен-стирола (PC-ABS), полифенилсульфон (PPSU), полиэфирэфиркетон (PEEK), полипропилен (PP), полиэтилен (PE), полиимид (PI), термопластичный полиимид (TPI), полиамидимид (PAI) и полиэфирамид (PEI). Полимерный материал может быть композитным. Композитный полимерный материал может содержать другие материалы, такие как волокнистые наполнительные материалы, включая одно или более из углеродных волокон и стекловолокна. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.

Компоненты нагревательного узла, такие как каркас соединителя, могут быть по меньшей мере частично встроены в опорный каркас. В контексте данного документа термин «встроен» относится к компоненту, который закреплен внутри другого компонента и окружен им. Другими словами, по меньшей мере часть каркаса соединителя может быть закреплена внутри опорного каркаса и окружена им.

Компоненты нагревательного узла, такие как каркас соединителя, могут быть по меньшей мере частично встроены в опорный каркас любым подходящим способом. Опорный каркас может быть образован посредством процесса литья, такого как литье под давлением. Предпочтительно по меньшей мере часть компонентов нагревательного узла, например каркас соединителя, может быть образована путем многослойного литья с использованием электроизоляционного материала, который образует опорный каркас. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления опорный каркас образован путем многослойного литья электроизоляционного материала поверх каркаса основания и электрического соединителя для по меньшей мере частичного встраивания каркаса основания и электрического соединителя в опорный каркас.

Каркас соединителя может быть жестким. Каркас соединителя может быть прикреплен к корпусу нагревателя или установлен на нем. Предпочтительно, однако, каркас соединителя выполнен как единое целое с корпусом нагревателя. Каркас соединителя может быть выполнен из того же материала, что и корпус нагревателя. Контакты соединителя могут быть установлены на каркас соединителя.

Контакты нагревателя нагревательного элемента могут быть электрически соединены с контактами соединителя посредством по меньшей мере двух контактных проводов. По меньшей мере два контактных провода могут быть расположены в корпусе нагревателя. Два контактных провода могут электрически соединять контакты нагревателя. Другие концы контактных проводов могут электрически соединять контакты соединителя.

Альтернативно контакты нагревателя нагревательного элемента могут быть электрически соединены с контактами соединителя посредством жестких контактов. Жесткие контакты могут обеспечивать электрический контакт контактов нагревателя. Другие концы жестких контактов могут обеспечивать электрический контакт контактов соединителя. Предоставление жестких контактов может иметь преимущество в том, что во время производства не требуется ручное прикрепление контактов, такое как выполненное ручной пайкой.

Контакты соединителя могут быть жесткими. Предоставление жестких контактов соединителя предпочтительно имеет преимущество в том, что может быть легко установлено соединение между контактами соединителя и электрической схемой. В частности, во время изготовления электрическое соединение между каркасом соединителя и электрической схемой может быть установлено путем приведения жестких контактов каркаса соединителя в контакт с электрической схемой. Дальнейшие дополнительные этапы могут не потребоваться. В частности, ручное соединение, такое как пайка контактов, может не понадобиться.

Контакты нагревателя могут быть жесткими. Контакты нагревателя могут быть в электрическом контакте с нагревательным элементом. Предоставление жестких контактов нагревателя может быть выгодным во время производства, поскольку для соединения жестких контактов нагревателя с контактами соединителя могут не понадобиться ручная пайка или подобные действия. Этот вариант осуществления является особенно преимущественным, если соединение между контактами нагревателя и контактами соединителя выполнено с помощью жестких контактов. В таком случае соединение целиком между нагревательным элементом и каркасом соединителя выполнено с помощью жестких контактов.

Термин «жесткий» означает физическое свойство контакта. Такой контакт не может быть согнут или деформирован при обычном производстве. В отличие от этого, контактный провод не является жестким в контексте данного применения, поскольку провод можно легко согнуть.

Электрическая схема может содержать печатную плату. Электрическая схема представляет собой печатную плату.

Контакты соединителя могут быть продолговатыми. Предоставление продолговатых контактов соединителя может быть преимущественным для обеспечения контакта электрической схемы с контактом соединителя. Электрическая схема может быть расположена на расстоянии от остальных элементов нагревательного узла. В этом случае продолговатые контакты соединителя могут перекрывать расстояние между дополнительными элементами нагревательного узла и электрической схемы. Настоящий вариант осуществления является особенно преимущественным, если контакты соединителя также являются жесткими. Предоставление жестких и продолговатых контактов соединителя делает простым и надежным электрическое соединение между контактами соединителя и электрической схемой во время изготовления.

«Расстояние» между элементами нагревательного узла и электрической схемой может означать ближайшее физическое расстояние между элементами нагревательного узла и электрической схемой. Предпочтительно, однако, «расстояние» между нагревательным узлом и электрической схемой означает расстояние между каркасом соединителя и электрической схемой. Это расстояние предпочтительно перекрывается контактами соединителя.

Контакты соединителя могут быть расположены с возможностью прямого контакта с электрической схемой. Другими словами, между контактами соединителя и электрической схемой дополнительные компоненты могут быть не предусмотрены. Контакты соединителя в этом случае имеют такую форму, что контакты соединителя достигают электрической схемы во время производства, и электрическое соединение обеспечивается контактами соединителя. Настоящий вариант осуществления является особенно преимущественным, если контакты соединителя являются одним или более из жестких и продолговатых.

Контакты соединителя могут быть плоскими. Предоставление плоских контактов соединителя может увеличить механическую прочность контактов соединителя. Подобным образом, контакты нагревателя могут быть плоскими для повышения механической прочности контактов нагревателя.

Нагревательный узел может дополнительно содержать внутреннюю электропроводную конструкцию. Внутренняя электропроводная конструкция может соединять контакты нагревателя с контактами соединителя. Внутренняя электропроводная конструкция может быть расположена в корпусе нагревателя.

Нагревательный узел может дополнительно содержать датчик температуры. Датчик температуры может содержать по меньшей мере два контакта датчика. Каркас соединителя может содержать по меньшей мере два дополнительных контакта соединителя, которые электрически соединены с контактами датчика.

В этом варианте осуществления каркас соединителя содержит четыре отдельных контакта. Два из этих контактов могут быть выполнены с возможностью обеспечения электрического контакта с нагревательным элементом. Два других контакта могут быть выполнены с возможностью обеспечения электрического контакта с датчиком температуры. На других концах этих четырех отдельных контактов эти контакты могут быть электрически соединены с электрической схемой. Таким образом, выходной сигнал датчика температуры может быть передан на электрическую схему. Кроме того, электрическая схема может управлять подачей электроэнергии на нагревательный элемент через соответствующие контакты, контактирующие с нагревательным элементом.

Два дополнительных контакта соединителя могут быть выполнены с возможностью прямого контакта с электрической схемой. Другими словами, два дополнительных контакта соединителя, обеспечивающие электрический контакт датчика температуры с электрической схемой, могут быть выполнены таким же образом, что и описанные тут два контакта соединителя, обеспечивающие электрический контакт нагревательного элемента с электрической схемой. Это, в частности, означает, что эти два дополнительных контакта соединителя могут представлять собой один или более из плоского, жесткого и продолговатого контакта с такими же преимуществами, которые описаны тут в отношении контактов соединителя для обеспечения контакта нагревательного элемента с электрической схемой.

Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему нагревательный узел, описанный в настоящем документе.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать полость для вмещения изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может быть расположен так, что по меньшей мере частично окружает полость.

Боковая стенка полости может быть образована из трубки, описанной в данном документе, предпочтительно трубки из нержавеющей стали. Нагревательный узел может быть установлен на трубке из нержавеющей стали, или трубка может быть частью нагревательного узла и установлена в корпусе или внутренней раме устройства, генерирующего аэрозоль.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, причем способ может включать один или более из следующих этапов:

предоставление корпуса нагревателя,

предоставление нагревательного элемента, причем нагревательный элемент содержит по меньшей мере два контакта нагревателя,

предоставление каркаса соединителя, при этом каркас соединителя выполнен заодно целое с корпусом нагревателя, при этом каркас соединителя содержит по меньшей мере два контакта соединителя, и

предоставление электрической схемы,

электрическое соединение двух контактов соединителя с двумя контактами нагревателя, и

электрическое соединение двух контактов соединителя с электрической схемой.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, причем способ включает следующие этапы:

предоставление корпуса нагревателя,

предоставление нагревательного элемента, причем нагревательный элемент содержит по меньшей мере два контакта нагревателя,

предоставление каркаса соединителя, при этом каркас соединителя выполнен заодно целое с корпусом нагревателя, при этом каркас соединителя содержит по меньшей мере два контакта соединителя, и

предоставление электрической схемы,

электрическое соединение двух контактов соединителя с двумя контактами нагревателя, и

электрическое соединение двух контактов соединителя с электрической схемой.

Нагревательный узел может содержать первый слой в виде подложки, причем первый слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки. Нагревательный элемент может быть расположен на первом слое в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать второй слой в виде подложки, причем второй слой в виде подложки может представлять собой электроизоляционный слой в виде подложки. Второй слой в виде подложки может быть расположен так, что покрывает нагревательный элемент и первый слой в виде подложки. Датчик температуры может быть расположен на втором слое в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать третий слой в виде подложки, причем третий слой в виде подложки может представлять собой электроизоляционный слой в виде подложки. Третий слой в виде подложки может быть расположен так, что по меньшей мере частично покрывает датчик температуры и покрывает второй слой в виде подложки.

Термин «покрывает» или «покрывать» может означать, что первый слой имеет по существу тот же размер поверхности, что и второй слой, так что первый слой может быть размещен на втором слое таким образом, чтобы площадь поверхности второго слоя, обращенная к первому слою, по существу перекрывалась первым слоем. В случае если первый слой расположен так, что покрывает второй слой, размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 90% площади поверхности второго слоя, предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 80% площади поверхности второго слоя, более предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 70% площади поверхности второго слоя, наиболее предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 60% площади поверхности второго слоя.

В конечном нагревательном узле нагревательный элемент и датчик температуры предпочтительно расположены на противоположных поверхностях второго слоя в виде подложки. Следовательно, нагревательный элемент электрически изолирован от датчика температуры через второй слой в виде подложки.

Нагревательный элемент защищен первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки.

Датчик температуры защищен вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки.

Нагревательный элемент может представлять собой 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 элементы могут содержать электрические контакты для электрического контакта с нагревательными дорожками. Электрические контакты могут быть прикреплены к нагревательным дорожкам с помощью любых известных средств, например, с помощью пайки или сварки. Первый электрический контакт может быть прикреплен к первому концу нагревательных дорожек, и второй электрический контакт может быть прикреплен ко второму концу нагревательных дорожек. Первый конец нагревательных дорожек может представлять собой ближний конец нагревательных дорожек, и второй конец нагревательных дорожек может представлять собой дальний конец нагревательных дорожек, или наоборот.

Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали толщиной приблизительно 50 мкм. Нагревательные дорожки могут быть предпочтительно выполнены из нержавеющей стали толщиной приблизительно 25 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной приблизительно 50,8 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной приблизительно 25,4 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из меди толщиной приблизительно 35 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из константана толщиной приблизительно 25 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из никеля толщиной приблизительно 12 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из латуни толщиной приблизительно 25 мкм.

Нагревательный элемент, предпочтительно нагревательные дорожки, может быть напечатан на первом слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с помощью фотопечати на слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с помощью химического травления на слое в виде подложки.

Термин «нагревательные дорожки» охватывает единственную нагревательную дорожку. Нагревательный элемент или нагревательные дорожки могут быть напечатаны на первом слое в виде подложки.

Нагревательные дорожки могут быть расположены по центру на первом слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут иметь ступенчатую форму. Нагревательные дорожки могут иметь криволинейную форму.

Нагревательный узел может быть свернут в трубку. До сворачивания слоя в виде подложки в трубчатую форму нагревательные дорожки могут быть плоскими. Нагревательные дорожки или нагревательный элемент могут быть гибкими. Нагревательные дорожки или нагревательный элемент могут быть приспособлены к трубчатой форме слоя в виде подложки при сворачивании слоя в виде подложки в трубчатую форму.

Третий слой в виде подложки может содержать по меньшей мере два отверстия. Два отверстия предоставлены для обеспечения контакта для контактов датчика через третий слой в виде подложки.

Два отверстия могут быть совмещены так, чтобы контакты датчика не были покрыты третьим слоем в виде подложки. Два отверстия могут быть расположены смежно с противоположными концами третьего слоя в виде подложки. Два отверстия могут соответствовать размещению электрических контактов на датчике температуры.

В дополнение к двум отверстиям может быть предоставлено дополнительное отверстие в третьем слое в виде подложки. Третье отверстие может быть расположено по центру в третьем слое в виде подложки. Это третье отверстие может повысить механическую прочность третьего слоя в виде подложки в этой области. В частности, отверстие в середине третьего слоя в виде подложки может усилить фиксацию контактов, контактирующих с контактами датчика, поскольку контакты вступают в контакт с нижележащим клеевым слоем второго слоя в виде подложки в этой области.

Контакты датчика могут быть прикреплены к датчику температуры с помощью любых известных средств, например с помощью пайки или сварки. Первый электрический контакт может быть прикреплен к первому концу датчика температуры, и второй электрический контакт может быть прикреплен ко второму концу датчика температуры. Первый конец датчика температуры может представлять собой ближний конец датчика температуры, и второй конец датчика температуры может представлять собой дальний конец датчика температуры, или наоборот.

Датчик температуры может содержать дорожки датчика температуры.

Нагревательный узел может содержать трубку, предпочтительно металлическую трубку, вокруг которой может быть обернут или свернут слой в виде подложки. Металлическая трубка представляет собой предпочтительно трубку из нержавеющей стали. Альтернативно трубка может представлять собой керамическую трубку. Трубка может определять трубчатую форму нагревательного узла. Наружный диаметр трубки может соответствовать внутреннему диаметру первого слоя в виде подложки после сворачивания слоя в виде подложки.

Нагревательный узел может дополнительно содержать нагревательную камеру, приспособленную к трубчатой форме нагревательного узла. Слои в виде подложки вместе с нагревательным элементом и датчиком температуры могут быть свернуты для приспособления к трубке, образующей нагревательную камеру. В этой конфигурации первый слой в виде подложки может образовывать внутренний слой, обращенный к трубке, и третий слой в виде подложки может быть наружным слоем. Первый слой в виде подложки может быть смежным с металлической трубкой, образующей самый внутренний слой нагревательного узла.

Трубка может быть выполнена из нержавеющей стали. Трубка может иметь длину от 10 мм до 35 мм, предпочтительно от 12 мм до 30 мм, предпочтительно от 13 мм до 22 мм. Трубка может представлять собой полую трубку. Полая трубка может иметь внутренний диаметр от 4 мм до 9 мм, предпочтительно от 5 мм до 6 мм или от 6,8 мм до 7,5 мм, предпочтительно приблизительно 5,35 мм или приблизительно 7,3 мм. Трубка может иметь толщину от 70 мкм до 110 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 100 мкм, предпочтительно приблизительно 90 мкм. Трубка может иметь цилиндрическое поперечное сечение. Трубка может иметь круглое поперечное сечение.

Длина первого слоя в виде подложки может быть равна окружности трубки или меньше нее. Первый слой в виде подложки может быть полностью обернут вокруг трубки. Первый слой в виде подложки может быть обернут вокруг трубки один раз, так что поверхность трубки покрыта первым слоем в виде подложки после того, как первый слой в виде подложки был обернут вокруг трубки.

Трубка нагревательной камеры может иметь толщину от 70 мкм до 110 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 100 мкм, предпочтительно приблизительно 90 мкм.

Датчик температуры может представлять собой датчик температуры NTC, Pt100 или предпочтительно Pt1000. Датчик температуры может быть прикреплен ко второму слою в виде подложки посредством клеевого слоя. Датчик температуры может быть выполнен с помощью фотопечати на втором слое в виде подложки. Химическое травление может быть использовано для образования одной или обеих из нагревательных дорожек нагревательного элемента и дорожек датчика температуры. Впоследствии контакты датчика могут быть приварены к дорожкам датчика температуры через отверстия в третьем слое в виде подложки.

Датчик температуры может быть расположен на втором слое в виде подложки, так что, когда нагревательный узел свернут, датчик температуры может быть расположен в области, соответствующей центру первого слоя в виде подложки. Благодаря расположению датчика температуры таким образом, нагревательный элемент может быть проецирован на датчик температуры так, что датчик температуры расположен смежно с самой нагретой частью нагревательного элемента. Самой нагретой частью, смежной с датчиком температуры, может являться центр первого слоя в виде подложки. Нагревательный элемент может быть расположен в центре первого слоя в виде подложки. Датчик температуры может быть расположен непосредственно смежно с нагревательным элементом на расстоянии от нагревательного элемента, равном лишь толщине второго слоя в виде подложки.

Могут быть предоставлены один или более из следующих дополнительных слоев:

первый клеевой слой может быть предоставлен между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом,

второй клеевой слой может быть предоставлен между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки,

третий клеевой слой может быть предоставлен между вторым клеевым слоем и датчиком температуры, и

четвертый клеевой слой может быть предоставлен между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.

Первый клеевой слой может способствовать креплению между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом. Первый клеевой слой может дополнительно способствовать креплению между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки в области первого слоя в виде подложки, не покрытой нагревательным элементом. Второй клеевой слой может способствовать креплению между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки. Третий клеевой слой может способствовать креплению между вторым слоем в виде подложки и датчиком температуры. Третий клеевой слой может дополнительно способствовать креплению между вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки в области третьего клеевого слоя, не покрытой датчиком температуры. Четвертый клеевой слой может способствовать креплению между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.

Один или более из клеевых слоев могут иметь толщину от 2 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 7 мкм, более предпочтительно приблизительно 5 мкм.

Один или более из клеевых слоев могут представлять собой клеевой слой на основе силикона. Клеевой слой может содержать одно или оба из клеев на основе РЕЕК и акриловых клеев.

Один или более из первого слоя в виде подложки, второго слоя в виде подложки и третьего слоя в виде подложки могут содержать полиамидную или полиимидную пленку. Любой из слоев в виде подложки может быть выполнен из полиимида или полиамида. Слои в виде подложки могут быть выполнены с возможностью выдерживания температуры от 220 °C до 320 °C, предпочтительно от 240 °C до 300 °C, предпочтительно приблизительно 280 °C. Любой из слоев в виде подложки может быть выполнен из Pyralux.

Термоусадочный слой может быть расположен вокруг нагревательного узла.

Термоусадочный слой может быть расположен вокруг нагревательного узла при сворачивании нагревательного узла в трубчатую форму. Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью усадки при нагреве. Термоусадочный слой может надежно удерживать вместе нагревательный узел. Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью приложения к нагревательному узлу равномерного направленного внутрь давления. Термоусадочный слой может улучшать контакт между одним или обоими из трубки и первого слоя в виде подложки и первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Термоусадочный слой может удерживать вместе большую часть или все из компонентов нагревательного узла. Термоусадочный слой может быть использован для замены слоев клея или клеевых слоев, описанных в настоящем документе. Альтернативно термоусадочный слой может быть использован в дополнение к слоям клея или клеевым слоям, описанным в настоящем документе.

Толщина термоусадочного слоя может составлять от 100 мкм до 300 мкм, предпочтительно приблизительно 180 мкм.

Термоусадочный слой может быть выполнен из PEEK. Термоусадочный слой может быть выполнен из одного или более из Teflon и PTFE или может содержать их.

Один или более из слоев в виде подложки могут иметь толщину от 10 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 20 мкм до 30 мкм, более предпочтительно приблизительно 25 мкм.

Нагревательный элемент, когда он предпочтительно выполнен из нержавеющей стали, может иметь толщину от 20 мкм до 60 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 50 мкм, более предпочтительно приблизительно 40 мкм. Нагревательные дорожки, когда они предпочтительно выполнены из нержавеющей стали, могут иметь толщину от 20 мкм до 60 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 50 мкм, более предпочтительно приблизительно 40 мкм.

Может быть предоставлен теплоизоляционный слой, окружающий термоусадочный слой. Теплоизоляционный слой предпочтительно выполнен из аэрогеля.

В контексте настоящего документа термины «расположенный раньше по ходу потока» и «расположенный дальше по ходу потока» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, в отношении направления, в котором через устройство, генерирующее аэрозоль, при его использовании проходят потоки воздуха. Устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат ближний (проксимальный) конец, через который при использовании аэрозоль выходит из устройства. Ближний конец устройства, генерирующего аэрозоль, может также называться мундштучным концом или расположенным дальше по ходу потока концом. Мундштучный конец расположен дальше по ходу потока относительно дальнего конца. Дальний (дистальный) конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным раньше по ходу потока концом. Компоненты или части компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока или расположенные дальше по ходу потока один относительно другого на основании их относительных положений по отношению к траектории потока воздуха устройства, генерирующего аэрозоль.

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, выполненные 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 диэлектрической подложке, например, полиимидной. Диэлектрическая подложка представляет собой слой в виде подложки. Листам гибкой нагревательной фольги или нагревательным дорожкам может быть придана форма, приспособленная к периметру нагревательной камеры. Альтернативно 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 слое в виде подложки подходящей формы. Внешний нагревательный элемент может также быть образован с использованием металла, имеющего определенное соотношение между температурой и удельным сопротивлением. В таком приведенном в качестве примера устройстве металл может быть образован в виде дорожки между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Внешний нагревательный элемент, образованный таким образом, может быть использован как для нагрева, так и для отслеживания температуры внешнего нагревательного элемента во время работы.

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

Во время работы субстрат, образующий аэрозоль, может полностью содержаться в устройстве, генерирующем аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку через мундштук устройства, генерирующего аэрозоль. Альтернативно во время работы курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может частично содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку непосредственно через курительное изделие.

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде индукционного нагревательного элемента. Индукционный нагревательный элемент может содержать индукционную катушку и токоприемник (сусцептор). В целом токоприемник представляет собой материал, способный генерировать тепло при проникновении через него переменного магнитного поля. Согласно настоящему изобретению токоприемник может являться электрически проводящим, или магнитным, или как электрически проводящим, так и магнитным. Переменное магнитное поле, создаваемое одной или несколькими индукционными катушками, нагревает токоприемник, который затем передает тепло субстрату, образующему аэрозоль, вследствие чего образуется аэрозоль. Передача тепла может происходить главным образом за счет тепловой проводимости. Такая передача тепла 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 настоящем документе. Если индукционный нагревательный элемент выполнен в виде внешнего нагревательного элемента, токоприемный элемент предпочтительно выполнен в виде цилиндрического токоприемника, по меньшей мере частично окружающего нагревательную камеру. Нагревательные дорожки, описанные в настоящем документе, могут быть выполнены в виде токоприемника. Токоприемник может быть расположен между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Второй слой в виде подложки может быть окружен индукционной катушкой. Токоприемник, а также индукционная катушка могут являться частью нагревательного узла.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания, выполненный с возможностью подачи питания на один или оба из нагревательного элемента и нагревательного узла. Блок питания предпочтительно содержит источник питания. Предпочтительно источник питания представляет собой батарею, такую как литий-ионная батарея. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки. Например, источник питания может иметь достаточную емкость 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.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать управляющую электронику. Управляющая электроника может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный узел. Питание может подаваться на нагревательный узел непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный узел в виде импульсов электрического тока.

Аналогично длина электрических соединений между нагревательным элементом и управляющей электроникой может быть больше, чем расстояние между нагревательным элементом и управляющей электроникой. Это может иметь положительный эффект, заключающийся в предотвращении вредного эффекта на электрический контакт между нагревательным элементом и управляющей электроникой из-за теплового расширения контактов во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Электрические соединения предпочтительно выполнены в виде электрических проводов.

В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены за счет нагрева или сгорания субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы нагреву или сгоранию в некоторых случаях летучие соединения могут быть высвобождены за счет химической реакции или за счет механического воздействия, такого как воздействие ультразвуком. 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 контексте настоящего документа 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 контексте настоящего документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования 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 примерах устройство, генерирующее аэрозоль, может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, для способствования высвобождению летучих соединений из субстрата. Работающее от электричества 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. Когда субстрат, образующий аэрозоль, образует часть изделия, генерирующего аэрозоль, система, генерирующая аэрозоль, относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего 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 дополнительно описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показан нагревательный узел;

на фиг. 2 показано устройство, генерирующее аэрозоль; и

на фиг. 3 показана альтернативный вариант осуществления нагревательного узла.

На фиг. 1 показан нагревательный узел 10. Нагревательный узел 10 содержит корпус 12 нагревателя. Возле корпуса 12 нагревателя расположены первое уплотнительное кольцо 14 и второе уплотнительное кольцо 16. За первым уплотнительным кольцом 14 и вторым уплотнительным кольцом 16 следует держатель 18 трубки.

На фиг. 1 дополнительно показан нагревательный элемент 38. На фиг. 1 показаны контактные провода 22, предназначенные для обеспечения контакта с нагревательным элементом 38. Нагревательный элемент 38 окружен аэрогелем 24 для обеспечения теплоизоляции. Кроме того, вокруг аэрогеля 24 может быть предусмотрена изолирующая пленка 26.

На фиг. 1 дополнительно показан верхний корпус 28 нагревателя как часть нагревательного узла 10.

На фиг. 2 показан вариант осуществления нагревательного узла 10, в котором нагревательный узел 10 имеет трубчатую форму, что позволяет образовывать нагревательную камеру. Нагревательный элемент 38 содержит нагревательные дорожки 30. Слои, окружающие нагревательные дорожки 30, прозрачны, так что можно видеть нагревательные дорожки 30 и контакты 32 нагревателя. В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг. 1, нагревательный элемент 38 приведен в контакт с помощью контактов 32 нагревателя, а не с помощью контактных проводов 22. Контакты 32 нагревателя являются жесткими в отличие от нежестких контактных проводов 22, показанных на фиг. 1.

Контакты 32 нагревателя выполнены с возможностью проходить внутри через корпус 12 нагревателя в направлении каркаса 36 соединителя. Каркас 36 соединителя содержит контакты 40 соединителя. Контакты 40 соединителя являются жесткими, плоскими и продолговатыми. Контакты 32 нагревателя расположены с возможностью обеспечения электрического контакта нагревательного элемента 38 с двумя из четырех контактов 40 соединителя, показанных на фиг. 2.

Два контакта 40 соединителя, электрически соединенные с нагревательным элементом 38 через контакты 32 нагревателя, выполнены с возможностью обеспечения электрического контакта с электрической схемой 34. Электрическая схема 34 предпочтительно выполнена в виде печатной платы. За счет предоставления жесткого каркаса 36 соединителя и жестких контактов 40 соединителя, может быть установлено простое и надежное соединение между корпусом 12 нагревателя, содержащим нагревательный элемент 38, и электрической схемой 34.

Дополнительные два контакта 40 соединителя выполнены с возможностью электрического соединения датчика температуры (не показан) нагревательного узла 10 с электрической схемой 34. Датчик температуры предпочтительно расположен вокруг нагревательного элемента 38 и на фиг. 2 он показан прозрачным. Другими словами, каркас 36 соединителя, имеющий четыре отдельных контакта 40 соединителя, способствует надежному и простому обеспечению электрического контакта между нагревательным элементом 38 и датчиком температуры с одной стороны и электрической схемой 34 с другой стороны.

На фиг. 3 показан альтернативный вариант осуществления нагревательного узла 10. Все компоненты нагревательного узла 10 идентичны варианту осуществления, показанному на фиг. 2, за исключением того факта, что контактные провода 22 предоставлены в дополнение к жестким контактам 32 нагревателя. Например, контактные провода 22 могут быть расположены с возможностью обеспечения электрического контакта датчика температуры на одном конце и электрического контакта двух из контактов 40 соединителя на другом конце. В этом случае жесткие контакты 32 нагревателя предусмотрены для обеспечения электрического контакта нагревательного элемента 38 с контактами 40 соединителя. Если это возможно, контактные провода 22 также можно использовать для электрического соединения нагревательного элемента 38 с контактами 40 соединителя, а жесткие контакты можно использовать для обеспечения электрического контакта датчика температуры с контактами 40 соединителя. Аналогично с вариантом осуществления по фиг. 2, контакты 40 соединителя являются продолговатыми и жесткими для обеспечения электрического контакта нагревательного элемента 38 на датчике температуры с электрической схемой 34.

Claims (23)

1. Нагревательный узел для устройства для генерирования аэрозоля, содержащий:

корпус нагревателя,

нагревательный элемент, содержащий по меньшей мере два контакта нагревателя,

каркас соединителя, и

электрическую цепь,

при этом каркас соединителя расположен на корпусе нагревателя и содержит по меньшей мере два контакта соединителя, электрически соединенные с двумя контактами нагревателя, при этом два контакта соединителя электрически соединены с электрической цепью, при этом контакты соединителя расположены для прямого контакта с электрической цепью, при этом контакты соединителя являются плоскими, а контакты нагревателя являются плоскими и жесткими.

2. Узел по п. 1, в котором контакты нагревателя нагревательного элемента электрически соединены с контактами соединителя посредством по меньшей мере двух контактных проводов.

3. Узел по п. 1, в котором контакты нагревателя нагревательного элемента электрически соединены с контактами соединителя посредством жестких контактов.

4. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором контакты соединителя являются жесткими.

5. Узел по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий внутреннюю электропроводную конструкцию, соединяющую контакты нагревателя с контактами соединителя.

6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором электрическая цепь содержит печатную плату, предпочтительно представляет собой печатную плату.

7. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором контакты соединителя являются продолговатыми.

8. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный узел дополнительно содержит датчик температуры.

9. Узел по п. 8, в котором датчик температуры содержит по меньшей мере два контакта датчика, при этом каркас соединителя содержит по меньшей мере два дополнительных контакта соединителя, которые электрически соединены с контактами датчика.

10. Узел по п. 9, в котором два дополнительных контакта соединителя выполнены с возможностью прямого контакта с электрической цепью.

11. Устройство для генерирования аэрозоля, содержащее нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов.

12. Способ изготовления нагревательного узла для устройства для генерирования аэрозоля, включающий следующие этапы:

предоставления корпуса нагревателя,

предоставления нагревательного элемента, содержащего по меньшей мере два контакта нагревателя, которые являются плоскими и жесткими,

предоставления каркаса соединителя, выполненного за одно целое с корпусом нагревателя, при этом каркас соединителя содержит по меньшей мере два контакта соединителя, и

предоставления электрической цепи,

электрического соединения двух контактов соединителя с двумя контактами нагревателя, и

электрического соединения двух контактов соединителя с электрической цепью, при этом контакты соединителя расположены для прямого контакта с электрической цепью, и контакты соединителя являются плоскими.