RU2849425C1

RU2849425C1 - Aerosol generating device and aerosol generating system

Info

Publication number: RU2849425C1
Application number: RU2023117448A
Authority: RU
Inventors: Дэвид КРОСС; Стюарт Майкл Руан ДЖОНС; Гергели МЕЛИС; Джон Энтони СТИВЕНСОН; Ирене ТОРИНО
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2025-10-24

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: invention relates to a hand-held electrical device (100) that generates aerosol, which is designed to heat the substrate that forms the aerosol to generate aerosol and deliver the aerosol to the user's mouth, and also relates to a system comprising such an aerosol generating device and comprising: a heater (106) for heating the aerosol-forming substrate; and a plurality of layers of thermal insulation (108) disposed around at least a portion of the heater (106), wherein the plurality of layers of thermal insulation (108) includes a heat distribution layer; wherein the heat distribution layer includes a housing (102) of the aerosol generating device (100). By distributing heat, the heat-distributing layer prevents hot spots from forming on the outer surface of the housing.

EFFECT: reduction of heat transfer from the heater to the device housing, which ensures comfortable handling throughout the entire use of the device.

15 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройству и системе, генерирующим аэрозоль. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к удерживаемому рукой электрическому устройству, генерирующему аэрозоль, которое выполнено с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля и доставки аэрозоля в рот пользователя. Настоящее изобретение также относится к системе, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль.The present invention relates to an aerosol-generating device and system. In particular, but not exclusively, the present invention relates to a hand-held electric aerosol-generating device that is configured to heat an aerosol-forming substrate to generate an aerosol and deliver the aerosol to the user's mouth. The present invention also relates to an aerosol-generating system comprising an aerosol-generating device and an aerosol-generating article for use with the aerosol-generating device.

В данной области техники известны устройства, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, нагревается для получения аэрозоля (см., например, публикации W0 2020/225098 А1 и RU 2728556 С2). Такие устройства обычно содержат корпус, содержащий батарею и управляющую электронику, часть или полость для приема или удержания субстрата, образующего аэрозоль, электрический нагреватель, расположенный для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, и мундштук для подачи генерируемого аэрозоля пользователю.Aerosol-generating devices are known in the art in which an aerosol-forming substrate is heated to produce an aerosol (see, for example, publications WO 2020/225098 A1 and RU 2728556 C2). Such devices typically comprise a housing containing a battery and control electronics, a portion or cavity for receiving or holding an aerosol-forming substrate, an electric heater arranged to heat the aerosol-forming substrate to generate an aerosol, and a mouthpiece for delivering the generated aerosol to the user.

Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, например, в форме табачного стержня или заглушки из табака. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, можно нагревать с помощью нагревателей, расположенных снаружи субстрата или внутри субстрата. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В этом случае нагреватель обычно содержит нагревательный элемент в виде катушки из проволоки, которая намотана вокруг удлиненного фитиля, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревательному элементу.The aerosol-forming substrate may be a solid aerosol-forming substrate, such as a tobacco rod or tobacco plug. The solid aerosol-forming substrate may be heated using heaters located either externally or internally. Alternatively, the aerosol-forming substrate may be a liquid aerosol-forming substrate. In this case, the heater typically comprises a heating element in the form of a coil of wire wrapped around an elongated wick, which transfers the liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion to the heating element.

Проблема, с которой могут столкнуться электрические устройства, генерирующие аэрозоль, заключается в том, что внешний корпус устройства может нагреваться из-за передачи тепла от нагревателя к внешнему корпусу. В частности, область внешнего корпуса, непосредственно перекрывающая нагреватель, может стать особенно горячей, создавая так называемый «горячий участок» на внешнем корпусе. Проблема более выражена в устройствах, в которых нагреватель расположен снаружи субстрата, образующего аэрозоль, поскольку в таких устройствах нагреватель расположен ближе к внешнему корпусу устройства. Если температура внешнего корпуса поднимется выше 50 градусов Цельсия, пользователю может стать неудобно держать устройство, генерирующее аэрозоль.A potential problem with electric aerosol-generating devices is that the outer casing of the device can heat up due to heat transfer from the heater to the outer casing. Specifically, the area of the outer casing directly overlying the heater can become particularly hot, creating a so-called "hot spot" on the outer casing. This problem is more pronounced in devices in which the heater is located outside the aerosol-generating substrate, as in such devices the heater is located closer to the outer casing of the device. If the outer casing temperature rises above 50 degrees Celsius, the user may become uncomfortable holding the aerosol-generating device.

Было бы желательно создать устройство, генерирующее аэрозоль, которое уменьшает теплопередачу от нагревателя к корпусу устройства. Также было бы желательно создать устройство, генерирующее аэрозоль, которое остается удобным для удержания на протяжении всего использования устройства.It would be desirable to create an aerosol-generating device that reduces heat transfer from the heater to the device body. It would also be desirable to create an aerosol-generating device that remains comfortable to hold throughout the device's use.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предложено устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать множество слоев теплоизоляции, расположенных вокруг по меньшей мере части нагревателя. Множество слоев теплоизоляции может содержать слой, распределяющий тепло.According to one example of the present invention, an aerosol-generating device is provided. The aerosol-generating device may comprise a heater for heating an aerosol-forming substrate. The aerosol-generating device may comprise multiple layers of thermal insulation arranged around at least a portion of the heater. The multiple layers of thermal insulation may comprise a heat-distributing layer.

Согласно примеру настоящего изобретения предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; и множество слоев теплоизоляции, расположенных вокруг по меньшей мере части нагревателя, причем множество слоев теплоизоляции содержит слой, распределяющий тепло.According to an example of the present invention, there is provided an aerosol generating device comprising: a heater for heating an aerosol-forming substrate; and a plurality of thermal insulation layers arranged around at least a portion of the heater, wherein the plurality of thermal insulation layers comprise a heat distributing layer.

В контексте данного документа, термин «распределитель тепла» или «слой, распределяющий тепло» относится к теплообменнику, который передает тепло между источником тепла и теплоотводом или вторичным теплообменником, площадь поверхности и геометрия которого обычно больше, чем у источника тепла. Теплоотводом или вторичным теплообменником может быть воздух или окружающая атмосфера, а распределитель тепла может, например, представлять собой единое целое или лист материала. В этом случае распределитель тепла функционирует, распределяя тепло по всей площади листа. Теплоотводом или вторичным теплообменником может быть другой объект с более низкой температурой, чем у источника тепла.For the purposes of this document, the term "heat spreader" or "heat spreading layer" refers to a heat exchanger that transfers heat between a heat source and a heat sink or secondary heat exchanger, the surface area and geometry of which are typically larger than those of the heat source. The heat sink or secondary heat exchanger may be air or the surrounding atmosphere, while the heat spreader may be, for example, a single unit or a sheet of material. In this case, the heat spreader functions by distributing heat over the entire surface area of the sheet. The heat sink or secondary heat exchanger may be another object with a lower temperature than the heat source.

Предпочтительно, слой, распределяющий тепло, помогает распределять тепло по своей площади, чтобы уменьшить образование горячих участков на поверхности внешнего корпуса. Преимущество использования множества слоев теплоизоляции в отличие от одного слоя теплоизоляции заключается в том, что можно использовать разные свойства разных слоев изоляции. Например, в вышеописанной компоновке слой, распределяющий тепло, из множества слоев теплоизоляции облегчает распределение тепла, в то время как другой теплоизоляционный слой из множества слоев теплоизоляции способствует уменьшению или замедлению передачи тепла к внешнему корпусу устройства. Таким образом, это улучшаетPreferably, the heat-distributing layer helps distribute heat across its surface to reduce the formation of hot spots on the surface of the outer casing. The advantage of using multiple insulation layers, as opposed to a single insulation layer, is that the different properties of the different insulation layers can be utilized. For example, in the arrangement described above, the heat-distributing layer of the multiple insulation layers facilitates heat distribution, while the other insulation layer of the multiple insulation layers helps reduce or slow down heat transfer to the outer casing of the device. This thus improves

теплоизоляционные свойства устройства по сравнению с использованием только одного теплоизоляционного слоя. Устройство, генерирующее аэрозоль, удобнее держать в руках, поскольку внешняя температура устройства ниже и уменьшается вероятность возникновения горячих участков. Кроме того, пространство внутри удерживаемого рукой электрического устройства, генерирующего аэрозоль, для размещения изоляции ограничено. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что использование нескольких более тонких слоев теплоизоляции обеспечивает улучшенные тепловые характеристики по сравнению с использованием одного более толстого слоя изоляции.The thermal insulation properties of the device are improved compared to using only a single insulating layer. The aerosol-generating device is more comfortable to hold because the external temperature of the device is lower, reducing the likelihood of hot spots. Furthermore, the space inside a hand-held electric aerosol-generating device for accommodating insulation is limited. The inventors of the present invention discovered that using multiple, thinner layers of insulation provides improved thermal performance compared to using a single, thicker layer of insulation.

Дополнительным преимуществом уменьшения теплопередачи к внешнему корпусу устройства, генерирующего аэрозоль, является то, что устройство может удерживать больше тепла для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, что приводит к улучшенному генерированию аэрозоля.An additional benefit of reducing heat transfer to the outer housing of the aerosol generating device is that the device can retain more heat to heat the aerosol generating substrate, resulting in improved aerosol generation.

Множество слоев теплоизоляции может содержать первый теплоизоляционный слой. Множество слоев теплоизоляции может содержать второй теплоизоляционный слой. Предпочтительно каждый из первого и второго теплоизоляционных слоев способствует уменьшению теплопередачи от нагревателя к внешнему корпусу устройства, генерирующего аэрозоль, за счет теплопроводности и конвекции.The plurality of thermal insulation layers may comprise a first thermal insulation layer. The plurality of thermal insulation layers may comprise a second thermal insulation layer. Preferably, each of the first and second thermal insulation layers helps reduce heat transfer from the heater to the outer casing of the aerosol-generating device through conduction and convection.

Множество слоев теплоизоляции может дополнительно содержать слой, отражающий излучение. В контексте данного документа термин «отражатель излучения» относится к объекту, который отражает тепловое излучение. Например, отражатель излучения может содержать лист материала, который отражает тепловое излучение. Соответственно, отражатель излучения уменьшает теплопередачу излучением за счет блокирования или предотвращения прохождения части падающего теплового излучения через отражатель. Таким образом, отражатель излучения действует как изолятор, отражающий излучение.Multiple layers of thermal insulation may additionally comprise a radiation-reflecting layer. As used herein, the term "radiative reflector" refers to an object that reflects thermal radiation. For example, a radiation reflector may comprise a sheet of material that reflects thermal radiation. A radiation reflector reduces radiative heat transfer by blocking or preventing a portion of the incident thermal radiation from passing through the reflector. Thus, a radiation reflector acts as a radiation-reflecting insulator.

Предпочтительно, излучаемый отражатель помогает уменьшить теплопередачу к внешнему корпусу устройства, генерирующего аэрозоль, посредством излучения.Preferably, the radiant reflector helps reduce heat transfer to the outer housing of the aerosol generating device by radiation.

Предпочтительно, чтобы отражатель излучения находился на расстоянии от нагревателя.It is preferable that the radiation reflector be located at a distance from the heater.

Слой, отражающий излучение, может быть расположен между первым и вторым теплоизоляционными слоями. Такая компоновка предотвращает непосредственный контакт отражателя излучения с нагревателем и позволяет избежать теплопередачи через отражатель излучения посредством теплопроводности. Это также помогает уменьшить потенциальное потускнение или разрушение отражающей поверхности отражателя излучения, которое может быть вызвано непосредственным контактом нагревателя с отражателем излучения. Кроме того, данная компоновка предоставляет объект для обратного отражения тепла, то есть нагреватель и один из первого и второго теплоизоляционных слоев, расположенных внутри отражателя излучения, могут принимать отраженное тепло от отражателя излучения.A radiation-reflecting layer can be positioned between the first and second thermal insulation layers. This arrangement prevents direct contact between the radiation reflector and the heater and avoids heat transfer through the radiation reflector via conduction. It also helps reduce potential tarnishing or deterioration of the reflective surface of the radiation reflector, which could be caused by direct contact between the heater and the radiation reflector. Furthermore, this arrangement provides a source of heat reflection, meaning that the heater and one of the first and second thermal insulation layers located within the radiation reflector can receive reflected heat from the radiation reflector.

Излучаемый отражатель может быть изготовлен из любого подходящего материала, способного генерировать отражающую поверхность. Подходящие материалы включают, но не ограничиваются ими, металлы, металлические сплавы, металлизированные полимеры, стекло или керамику.The radiated reflector can be made of any suitable material capable of generating a reflective surface. Suitable materials include, but are not limited to, metals, metal alloys, metallized polymers, glass, or ceramics.

Множество слоев теплоизоляции может быть расположено вокруг или по периметру по существу всей наружной поверхности нагревателя для обеспечения теплоизоляции в радиальном направлении. Размер множества слоев теплоизоляции может быть больше размера нагревателя, так что множество слоев теплоизоляции выходят за пределы нагревателя, обеспечивая большую изолирующую поверхность. В частности, длина множества слоев теплоизоляции может быть больше длины нагревателя.Multiple layers of thermal insulation may be arranged around or along the perimeter of substantially the entire outer surface of the heater to provide radial thermal insulation. The size of the multiple layers of thermal insulation may be larger than the size of the heater, such that the multiple layers of thermal insulation extend beyond the heater, providing a larger insulating surface. In particular, the length of the multiple layers of thermal insulation may be greater than the length of the heater.

По меньшей мере один слой изоляции может быть расположен на одном конце нагревателя или напротив него, то есть поперек продольной оси устройства, генерирующего аэрозоль, для обеспечения теплоизоляции в осевом направлении. По меньшей мере один слой изоляции может быть расположен между нагревателем и схемой управления устройством, генерирующим аэрозоль. По меньшей мере один слой изоляции может содержать множество слоев теплоизоляции.At least one insulation layer may be located at one end of the heater or opposite it, i.e., transverse to the longitudinal axis of the aerosol-generating device, to provide thermal insulation in the axial direction. At least one insulation layer may be located between the heater and the control circuit of the aerosol-generating device. The at least one insulation layer may comprise multiple layers of thermal insulation.

Слой, распределяющий тепло, может быть самым внешним слоем из множества слоев теплоизоляции. При такой компоновке любое тепло, проходящее через первый и второй теплоизоляционные слои, распределяется по площади распределителя тепла, что снижает вероятность возникновения горячего участка.The heat-distributing layer can be the outermost layer of multiple layers of insulation. With this arrangement, any heat passing through the first and second insulation layers is distributed across the heat-distributing surface, reducing the likelihood of a hot spot.

Слой, распределяющий тепло, может быть расположен между первым и вторым теплоизоляционными слоями. При такой компоновке любое тепло, которое проходит через один из первого и второго теплоизоляционных слоев, распределяется по площади распределителя тепла, а другой из первого и второго теплоизоляционных слоев обеспечивает дополнительный слой изоляции для уменьшения теплопередачи от распределителя нагревателя. Такая компоновка снижает вероятность возникновения горячего участка.A heat-distributing layer can be positioned between the first and second insulation layers. With this arrangement, any heat passing through one of the first and second insulation layers is distributed across the heat-distributing area, while the other layer provides an additional layer of insulation to reduce heat transfer from the heater's heat-distributing layer. This arrangement reduces the likelihood of a hot spot.

Слой, распределяющий тепло, может быть выполнен из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 200 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 300 Вт/м⋅К и более предпочтительно по меньшей мере 4 00 Вт/м⋅К. Было обнаружено, что эти диапазоны теплопроводности эффективны при распространении тепла по площади слоя, распределяющего тепло.The heat distributing layer may be made of a material having a thermal conductivity of at least 200 W/m⋅K, preferably at least 300 W/m⋅K, and more preferably at least 400 W/m⋅K. These thermal conductivity ranges have been found to be effective in distributing heat over the area of the heat distributing layer.

Слой, распределяющий тепло, может быть анизотропным таким образом, что теплопроводность в направлениях, по существу параллельных слою, распределяющему тепло, выше по сравнению с теплопроводностью в направлении, по существу перпендикулярном слою, распределяющему тепло. Эта анизотропия означает, что больше тепла распределяется или распространяется по слою, распределяющему тепло, чем проходит через толщину слоя, распределяющего тепла. Следовательно, такой анизотропный слой, распределяющий тепло, является более эффективным в распределении или распространении тепла по сравнению с изотропным распределителем тепла, который равномерно проводит тепло во всех направлениях и снижает вероятность возникновения горячего участка.The heat distribution layer can be anisotropic such that the thermal conductivity in directions substantially parallel to the heat distribution layer is higher than the thermal conductivity in directions substantially perpendicular to the heat distribution layer. This anisotropy means that more heat is distributed or spread across the heat distribution layer than passes through its thickness. Consequently, such an anisotropic heat distribution layer is more efficient in distributing or spreading heat than an isotropic heat distribution layer, which conducts heat uniformly in all directions and reduces the likelihood of developing a hot spot.

Теплопроводность слоя, распределяющего тепло, в направлениях, по существу параллельных слою, распределяющему тепло, может составлять по меньшей мере 7 00 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 1100 Вт/м⋅К и более предпочтительно по меньшей мере 1500 Вт/м⋅К. Теплопроводность в направлениях, по существу параллельных слою, распределяющему тепло, может составлять от 700 Вт/м⋅К и 2000 Вт/м⋅К, предпочтительно между 1100 Вт/м⋅К и 2000 Вт/м⋅К и более предпочтительно между 1500 Вт/м⋅К и 2000 Вт/м⋅К. Было обнаружено, что эти диапазоны теплопроводности эффективны приThe thermal conductivity of the heat distributing layer in directions substantially parallel to the heat distributing layer may be at least 700 W/m⋅K, preferably at least 1100 W/m⋅K, and more preferably at least 1500 W/m⋅K. The thermal conductivity in directions substantially parallel to the heat distributing layer may be between 700 W/m⋅K and 2000 W/m⋅K, preferably between 1100 W/m⋅K and 2000 W/m⋅K, and more preferably between 1500 W/m⋅K and 2000 W/m⋅K. These ranges of thermal conductivity have been found to be effective at

распространении тепла по площади слоя, распределяющего тепло.heat distribution over the area of the heat distributing layer.

Теплопроводность слоя, распределяющего тепло, вThermal conductivity of the heat distributing layer, in

направлениях, по существу перпендикулярных слою, распределяющему тепло, может составлять 50 Вт/м⋅К или менее, предпочтительно 4 0 Вт/м⋅К или менее и более предпочтительно 30 Вт/м⋅К или менее.in directions substantially perpendicular to the heat distributing layer may be 50 W/m⋅K or less, preferably 40 W/m⋅K or less, and more preferably 30 W/m⋅K or less.

Слой, распределяющий тепло, может быть изготовлен из любого подходящего материала, способного эффективно распределять тепло. Подходящие материалы включают, но не ограничиваются ими, металлы и металлические сплавы, такие как алюминий и медь, и графит. Предпочтительно слой, распределяющий тепло, может содержать графит.Более предпочтительно, слой, распределяющий тепло, может содержать лист пиролитического графита. Было обнаружено, что графит является особенно эффективным материалом для распределения тепла.The heat-distributing layer may be made of any suitable material capable of effectively distributing heat. Suitable materials include, but are not limited to, metals and metal alloys, such as aluminum and copper, and graphite. Preferably, the heat-distributing layer may comprise graphite. More preferably, the heat-distributing layer may comprise a sheet of pyrolytic graphite. Graphite has been found to be a particularly effective material for distributing heat.

Слой, распределяющий тепло, может содержать корпус устройства, генерирующего аэрозоль. Такая компоновка позволяет избежать необходимости включать отдельный слой, распределяющий тепло, и использовать корпус устройства, генерирующего аэрозоль, для распределения тепла. Внешний корпус распределяет тепло, получаемое от первого и второго теплоизоляционных слоев по меньшей мере на часть площади внешнего корпуса, откуда тепло может отводиться в окружающий воздух.The heat-distributing layer may comprise the housing of the aerosol-generating device. This arrangement eliminates the need for a separate heat-distributing layer and utilizes the housing of the aerosol-generating device for heat distribution. The outer housing distributes the heat generated by the first and second thermal insulation layers over at least a portion of the outer housing's area, from where the heat can be released into the surrounding air.

Альтернативно, устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать корпус в дополнение к слою, распределяющему тепло, причем корпус выполняет дополнительную функцию распределения тепла.Alternatively, the aerosol generating device may further comprise a housing in addition to the heat distributing layer, wherein the housing performs an additional heat distributing function.

Корпус может быть выполнен из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 200 Вт/м⋅К, предпочтительно по меньшей мере 300 Вт/м⋅К и более предпочтительно по меньшей мере 4 00 Вт/м⋅К. Было обнаружено, что эти диапазоны теплопроводности эффективны при распределении или распространении тепла по площади поверхности внешнего корпуса.The housing may be made of a material having a thermal conductivity of at least 200 W/m⋅K, preferably at least 300 W/m⋅K, and more preferably at least 400 W/m⋅K. These thermal conductivity ranges have been found to be effective in distributing or spreading heat over the surface area of the outer housing.

Корпус может быть изготовлен из любого подходящего материала, способного эффективно распределять тепло. Подходящие материалы включают, но не ограничиваются ими, металлы и металлические сплавы, такие как алюминий и медь.The enclosure can be made of any suitable material capable of effectively distributing heat. Suitable materials include, but are not limited to, metals and metal alloys such as aluminum and copper.

Теплопроводность первого теплоизоляционного слоя может составлять 0,050 Вт/м⋅К или менее, предпочтительно 0,040 Вт/м⋅К или менее и более предпочтительно 0,030 Вт/м⋅К или менее. Теплопроводность второго теплоизоляционного слоя может составлять 0,050 Вт/м⋅К или менее, предпочтительно 0,040 Вт/м⋅К или менее и более предпочтительно 0,030 Вт/м⋅К или менее. Было обнаружено, что эти диапазоны теплопроводности эффективны для уменьшения или замедления теплопередачи через первый и второй теплоизоляционные слои.The thermal conductivity of the first thermal insulation layer may be 0.050 W/m⋅K or less, preferably 0.040 W/m⋅K or less, and more preferably 0.030 W/m⋅K or less. The thermal conductivity of the second thermal insulation layer may be 0.050 W/m⋅K or less, preferably 0.040 W/m⋅K or less, and more preferably 0.030 W/m⋅K or less. It has been found that these ranges of thermal conductivity are effective in reducing or slowing down heat transfer through the first and second thermal insulation layers.

Первый теплоизоляционный слой может иметь рабочую температуру, превышающую 200 градусов Цельсия, предпочтительно, превышающую 250 градусов Цельсия.The first thermal insulation layer may have an operating temperature exceeding 200 degrees Celsius, preferably exceeding 250 degrees Celsius.

Второй теплоизоляционный слой может иметь рабочую температуру, превышающую 200 градусов Цельсия, предпочтительно, превышающую 250 градусов Цельсия.The second thermal insulation layer may have an operating temperature exceeding 200 degrees Celsius, preferably exceeding 250 degrees Celsius.

В контексте данного документа термин «рабочая температура» относится к температуре, при которой материал может использоваться без заметного разрушения или потери механических или тепловых характеристик.In the context of this document, the term "working temperature" refers to the temperature at which a material can be used without appreciable degradation or loss of mechanical or thermal properties.

Первый теплоизоляционный слой может быть изготовлен из любого подходящего материала, обладающего требуемой теплопроводностью. Подходящие материалы включают, но этим не ограничиваются, полимеры, керамику или стекло, и материал может быть образован в виде частиц, шариков, пленок, листов, пеноматериалов, волокон, аэрогелей или блоков. Например, первый теплоизоляционный слой может быть образован из полиимидного аэрогеля, полиимидного пеноматериала, керамической бумаги, бумаги из арамидных волокон, полиимидной пленки, силиконового пеноматериала или губки, полимерного аэрогеля, резины или частиц аэрогеля или их комбинации. Первый теплоизоляционный слой может быть газообразным. Первым теплоизоляционным слоем может быть воздух.The first thermal insulation layer may be made of any suitable material possessing the required thermal conductivity. Suitable materials include, but are not limited to, polymers, ceramics, or glass, and may be in the form of particles, beads, films, sheets, foams, fibers, aerogels, or blocks. For example, the first thermal insulation layer may be formed from polyimide aerogel, polyimide foam, ceramic paper, aramid fiber paper, polyimide film, silicone foam or sponge, polymer aerogel, rubber, or aerogel particles, or a combination thereof. The first thermal insulation layer may be gaseous. The first thermal insulation layer may be air.

Второй теплоизоляционный слой может быть изготовлен из любого подходящего материала, обладающего требуемой теплопроводностью. Подходящие материалы включают, но этим не ограничиваются, полимеры, керамику или стекло, и материал может быть образован в виде частиц, шариков, пленок, листов, пеноматериалов, волокон, аэрогелей или блоков. Например, первый теплоизоляционный слой может быть образован из полиимидного аэрогеля, полиимидного пеноматериала, керамической бумаги, бумаги из арамидных волокон, полиимидной пленки, силиконового пеноматериала или губки, полимерного аэрогеля, резины или частиц аэрогеля или их комбинации. Второй теплоизоляционный слой может быть газообразным. Вторым теплоизоляционным слоем может быть воздух.The second thermal insulation layer may be made of any suitable material possessing the required thermal conductivity. Suitable materials include, but are not limited to, polymers, ceramics, or glass, and may be in the form of particles, beads, films, sheets, foams, fibers, aerogels, or blocks. For example, the first thermal insulation layer may be formed from polyimide aerogel, polyimide foam, ceramic paper, aramid fiber paper, polyimide film, silicone foam or sponge, polymer aerogel, rubber, or aerogel particles, or a combination thereof. The second thermal insulation layer may be gaseous. The second thermal insulation layer may be air.

Общая толщина множества слоев теплоизоляции внутри устройства, генерирующего аэрозоль, может составлять 2 мм или менее и предпочтительно может составлять 1,75 мм или менее. Такая общая толщина позволяет множеству слоев теплоизоляции поместиться в удерживаемое рукой электрическое устройство, генерирующее аэрозоль, где пространство ограничено. Такая толщина также позволяет избежать необходимости увеличения размеров устройства, генерирующего аэрозоль, для размещения изоляционных слоев.The total thickness of the multiple layers of thermal insulation within the aerosol-generating device may be 2 mm or less, and is preferably 1.75 mm or less. This total thickness allows multiple layers of thermal insulation to fit within a hand-held electric aerosol-generating device where space is limited. This thickness also eliminates the need to increase the size of the aerosol-generating device to accommodate the insulation layers.

Первый теплоизоляционный слой может иметь несжатую толщину 3,0 мм или менее и предпочтительно 2,5 мм или менее. Первый теплоизоляционный слой может иметь несжатую толщину от приблизительно 0,125 мм до приблизительно 2,5 мм, предпочтительно от приблизительно 1 мм до приблизительно 2,5 мм и более предпочтительно от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 2,5 мм. Было установлено, что это подходящий диапазон толщин для первого теплоизоляционного слоя, позволяющий эффективно уменьшить или замедлить теплопередачу.The first thermal insulation layer may have an uncompressed thickness of 3.0 mm or less, and preferably 2.5 mm or less. The first thermal insulation layer may have an uncompressed thickness of approximately 0.125 mm to approximately 2.5 mm, preferably from approximately 1 mm to approximately 2.5 mm, and more preferably from approximately 1.5 mm to approximately 2.5 mm. This has been found to be a suitable thickness range for the first thermal insulation layer, allowing for effective reduction or retardation of heat transfer.

Первый теплоизоляционный слой может содержать пленку. Первый теплоизоляционный слой может иметь толщину приблизительно от 0,010 мм до приблизительно 1 мм и предпочтительно от приблизительно 0,020 мм до приблизительно 0,75 мм.The first thermal insulation layer may comprise a film. The first thermal insulation layer may have a thickness of approximately 0.010 mm to approximately 1 mm, and preferably from approximately 0.020 mm to approximately 0.75 mm.

Второй теплоизоляционный слой может иметь несжатую толщину 3,0 мм или менее и предпочтительно 2,5 мм или менее. Второй теплоизоляционный слой может иметь несжатую толщину от приблизительно 0,125 мм до приблизительно 2,5 мм, предпочтительно от приблизительно 1 мм до приблизительно 2,5 мм и более предпочтительно от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 2,5 мм. Было установлено, что это подходящий диапазон толщин для второго теплоизоляционного слоя, позволяющий эффективно уменьшить или замедлить теплопередачу.The second thermal insulation layer may have an uncompressed thickness of 3.0 mm or less, and preferably 2.5 mm or less. The second thermal insulation layer may have an uncompressed thickness of approximately 0.125 mm to approximately 2.5 mm, preferably from approximately 1 mm to approximately 2.5 mm, and more preferably from approximately 1.5 mm to approximately 2.5 mm. This has been found to be a suitable thickness range for the second thermal insulation layer to effectively reduce or slow down heat transfer.

Второй теплоизоляционный слой может содержать пленку. Второй теплоизоляционный слой может иметь толщину приблизительно от 0,010 мм до приблизительно 1 мм и предпочтительно от приблизительно 0,020 мм до приблизительно 0,75 мм.The second thermal insulation layer may comprise a film. The second thermal insulation layer may have a thickness of approximately 0.010 mm to approximately 1 mm, and preferably from approximately 0.020 mm to approximately 0.75 mm.

Нагреватель может содержать один или более электрических нагревательных элементов. Электрические нагревательные элементы могут содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, сплавы, содержащие никель, кобальт, хром, алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец, золото и железо, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal™, Kanthal™ и другие железо-хром-алюминиевые сплавы и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых наружных физико-химических свойств. Альтернативно электрические нагреватели могут содержать один или более элементов для нагревания инфракрасным излучением, источники фотонов или элементы для индукционного нагревания.The heater may comprise one or more electrical heating elements. The electrical heating elements may comprise an electrically resistive material. Suitable electrically resistive materials include, but are not limited to, semiconductors such as doped ceramics, electrically conductive ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made of a ceramic material and a metallic material. Such composite materials may comprise doped or undoped ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum, and platinum group metals. Examples of suitable metal alloys include stainless steel, alloys containing nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese, gold, and iron, and superalloys based on nickel, iron, and cobalt, stainless steel, Timetal™, Kanthal™, and other iron-chromium-aluminum alloys and iron-manganese-aluminum alloys. In composite materials, the electrically resistive material may optionally be embedded in, encapsulated within, or coated with an insulating material, or vice versa, depending on the energy transfer kinetics and the desired external physicochemical properties. Alternatively, electric heaters may comprise one or more infrared heating elements, photon sources, or induction heating elements.

Один или более нагревательных элементов может быть выполнен с использованием металла или металлического сплава, характеризующегося определенной зависимостью между температурой и удельным сопротивлением. Нагревательные элементы, образованные таким образом, могут быть использованы как для нагрева, так и для отслеживания температуры нагревательного элемента во время работы.One or more heating elements may be made using a metal or metal alloy characterized by a specific relationship between temperature and resistivity. Heating elements formed in this manner can be used both for heating and for monitoring the heating element's temperature during operation.

Нагревательный элемент может быть нанесен внутри жесткого материала носителя или на нем или субстрата. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде дорожки на подходящем изоляционном материале, таком как керамика или стекло. Нагревательный элемент может быть зажат между двумя изоляционными материалами.The heating element can be deposited within or on a rigid carrier material or substrate. The heating element can be formed as a track on a suitable insulating material, such as ceramic or glass. The heating element can be sandwiched between two insulating materials.

Нагреватель может содержать внутренний нагреватель или наружный нагреватель, или как внутренний, так и наружный нагреватели, при этом слова «внутренний» и «наружный» относятся к положению относительно субстрата, образующего аэрозоль.The heater may comprise an internal heater or an external heater, or both internal and external heaters, wherein the words "internal" and "external" refer to the position relative to the aerosol-forming substrate.

Внутренний нагреватель может иметь любую подходящую форму. Например, внутренний нагреватель может принимать форму нагревательной пластины. Альтернативно внутренний нагреватель может иметь форму оболочки или субстрата с разными электропроводящими частями, или электрически резистивной металлической трубки. Альтернативно внутренний нагреватель может быть одним или более из нагревательных игл или стержней, которые проходят через центр субстрата, образующего аэрозоль. Другие альтернативы включают нагревательную проволоку или нить, например, проволоку из Ni-Cr (никель-хрома), платины, золота, серебра, вольфрама или сплавов, или нагревательную пластину.The internal heater may have any suitable shape. For example, the internal heater may take the form of a heating plate. Alternatively, the internal heater may take the form of a shell or substrate with various electrically conductive parts, or an electrically resistive metal tube. Alternatively, the internal heater may be one or more heating needles or rods that pass through the center of the aerosol-forming substrate. Other alternatives include a heating wire or filament, such as Ni-Cr (nickel-chromium), platinum, gold, silver, tungsten, or alloy wire, or a heating plate.

Наружный нагреватель может иметь любую подходящую форму. Например, наружный нагреватель может иметь форму одного или более гибких листов нагревательной фольги на диэлектрической подложке, например, из полиимида. Листам гибкой нагревательной фольги может быть придана форма, соответствующая периметру полости для размещения субстрата. Альтернативно наружный нагреватель может иметь форму нагревательной катушки, металлической решетки или 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 субстрате подходящей формы.The external heater may have any suitable shape. For example, the external heater may be in the form of one or more flexible heating foil sheets on a dielectric substrate, such as polyimide. The flexible heating foil sheets may be shaped to conform to the perimeter of the substrate cavity. Alternatively, the external heater may be in the form of a heating coil, a metal grid or grids, a flexible printed circuit board, a molded interface device (MID), a ceramic heater, a flexible carbon fiber heater, or may be formed using a coating technique such as plasma vapor deposition on a substrate of a suitable shape.

Нагреватель может представлять собой трубчатый нагреватель, который расположен для размещения субстрата, образующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, во внутреннем пространстве трубки. Трубчатый нагреватель может содержать трубчатую опору или субстрат, имеющий нагревательный элемент, расположенный на опоре или субстрате или внутри него. Нагревательный элемент может быть расположен на внутренней поверхности трубки или на внешней поверхности трубки. В одном варианте осуществления нагреватель может содержать трубку из алюмооксидной керамики с нагревательным элементом Kanthal™, охватывающим наружную цилиндрическую поверхность трубки.The heater may be a tubular heater arranged to accommodate an aerosol-forming substrate or an aerosol-generating article within the interior of the tube. The tubular heater may comprise a tubular support or substrate having a heating element positioned on or within the support or substrate. The heating element may be located on the inner surface of the tube or on the outer surface of the tube. In one embodiment, the heater may comprise an alumina ceramic tube with a Kanthal™ heating element enclosing the outer cylindrical surface of the tube.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать нагревательную камеру для содержания или размещения изделия, генерирующего аэрозоль, или субстрата, образующего аэрозоль. Нагреватель может быть расположен внутри нагревательной камеры или снаружи нагревательной камеры, или быть частью нагревательной камеры.The aerosol-generating device may further comprise a heating chamber for containing or housing the aerosol-generating article or the aerosol-forming substrate. The heater may be located within the heating chamber, outside the heating chamber, or be part of the heating chamber.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.The aerosol generating device may further comprise a cavity for accommodating an aerosol generating substrate or an aerosol generating article.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать барьер для отделения одного или более из множества слоев теплоизоляции от канала потока воздуха для доставки аэрозоля пользователю. Барьер может располагаться вдоль полости для размещения субстрата, образующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль.The aerosol-generating device may comprise a barrier separating one or more of the multiple layers of thermal insulation from the airflow channel for delivering the aerosol to the user. The barrier may be positioned along a cavity for accommodating the aerosol-generating substrate or the aerosol-generating article.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать блок питания или источник для подачи питания на внутренний и наружный нагреватели. Блок питания может являться любым подходящим блоком питания, например, источником напряжения постоянного тока. В одном варианте осуществления блоком питания является литий-ионная батарея. В качестве альтернативы блоком питания может быть никель-металлогидридная батарея, никель-кадмиевая батарея или батарея на основе лития, например, литий-кобальтовая, литий-железо-фосфатная или литий-полимерная батарея.The aerosol-generating device may further comprise a power supply or source for supplying power to the internal and external heaters. The power supply may be any suitable power source, such as a DC power source. In one embodiment, the power supply is a lithium-ion battery. Alternatively, the power supply may be a nickel-metal hydride battery, a nickel-cadmium battery, or a lithium-based battery, such as a lithium-cobalt, lithium-iron phosphate, or lithium-polymer battery.

В одном варианте осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит датчик для обнаружения потока воздуха, указывающего на то, что пользователь делает затяжку, что позволяет активировать электрический нагреватель на основе затяжки или улучшить управление энергией электрического нагревателя. Датчик может представлять собой любое из механического устройства, электромеханического устройства, оптического устройства, оптомеханического устройства и датчика на основе микроэлектромеханических систем (MEMS). В этом варианте осуществления датчик может быть подключен к блоку питания, и система выполнена с возможностью активации электрического нагревателя, когда датчик обнаруживает, что пользователь делает затяжку. В альтернативном варианте осуществления устройство, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит управляемый вручную переключатель, позволяющий пользователю инициировать затяжку или обеспечить длительный эффект.In one embodiment, the aerosol-generating device further comprises a sensor for detecting airflow indicating that the user is taking a puff, which enables puff-based activation of the electric heater or improved energy management of the electric heater. The sensor may be any of a mechanical device, an electromechanical device, an optical device, an optomechanical device, or a microelectromechanical system (MEMS) sensor. In this embodiment, the sensor may be connected to a power supply, and the system is configured to activate the electric heater when the sensor detects that the user is taking a puff. In an alternative embodiment, the aerosol-generating device further comprises a manually operated switch, allowing the user to initiate a puff or ensure a prolonged effect.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является устройством, генерирующим аэрозоль, удерживаемым рукой, которое пользователю удобно держать между пальцами одной руки. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь многоугольное поперечное сечение и выступающую кнопку, выполненную на одной поверхности: в этом варианте осуществления наружный диаметр устройства, генерирующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 12,7 мм до приблизительно 13,65 мм при измерении от плоской внешней поверхности до противоположной плоской внешней поверхности; от приблизительно 13,4 мм до приблизительно 14,2 мм при измерении от кромки до противоположной кромки (т.е. от линии пересечения двух внешних поверхностей с одной стороны устройства, генерирующего аэрозоль, до соответствующей линии пересечения с другой стороны); и от приблизительно 14,2 мм до приблизительно 15 мм при измерении от верхней поверхности кнопки до противоположной нижней плоской внешней поверхности. Длина устройства, генерирующего аэрозоль, может составлять приблизительно от 70 мм до 120 мм.Preferably, the aerosol generating device is a hand-held aerosol generating device that can be comfortably held by the user between the fingers of one hand. The aerosol generating device may have a substantially cylindrical shape. The aerosol generating device may have a polygonal cross-section and a protruding button formed on one surface: in this embodiment, the outer diameter of the aerosol generating device may be from about 12.7 mm to about 13.65 mm when measured from the flat outer surface to the opposite flat outer surface; from about 13.4 mm to about 14.2 mm when measured from edge to opposite edge (i.e., from the intersection line of two outer surfaces on one side of the aerosol generating device to the corresponding intersection line on the other side); and from about 14.2 mm to about 15 mm when measured from the upper surface of the button to the opposite lower flat outer surface. The length of the aerosol generating device can be approximately 70 mm to 120 mm.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на нагреватель в сборе. Схема управления может содержать микропроцессор. Микропроцессор может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать любое из: датчиков, переключателей, элементов отображения. Питание может подаваться на нагреватель в сборе непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагреватель в сборе в виде импульсов электрического тока, например, посредством широтно-импульсной модуляции (РИМ).The aerosol-generating device may further comprise a control circuit configured to control the supply of electrical power to the heater assembly. The control circuit may comprise a microprocessor. The microprocessor may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application-specific integrated circuit (ASIC), or other electronic circuit capable of providing control. The control circuit may comprise additional electronic components. For example, in some embodiments, the control circuit may comprise any of: sensors, switches, display elements. Power may be supplied to the heater assembly continuously upon activation of the device, or may be supplied intermittently, for example, from puff to puff. Power may be supplied to the heater assembly in the form of pulses of electrical current, for example, via pulse-width modulation (PWM).

Корпус устройства, генерирующего аэрозоль, может быть удлиненным. Корпус может содержать корпус, состоящий из двух частей: первой части корпуса, содержащей источник питания и схему управления; и второй части корпуса, содержащей нагреватель и полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применений в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и полиэтилен. Материал предпочтительно является легким и нехрупким.The housing of the aerosol-generating device may be elongated. The housing may comprise a housing consisting of two parts: a first housing part containing a power source and a control circuit; and a second housing part containing a heater and a cavity for accommodating an aerosol-forming substrate or an aerosol-generating article. The housing may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials include metals, alloys, plastics, or composite materials containing one or more such materials, or thermoplastic materials suitable for applications in the food or pharmaceutical industries, such as polypropylene, polyetheretherketone (PEEK), and polyethylene. The material is preferably lightweight and non-brittle.

Согласно примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров, описанных выше. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.According to an example of the present invention, an aerosol-generating system is provided, comprising an aerosol-generating device according to any of the examples described above. The aerosol-generating system may comprise an aerosol-generating article comprising an aerosol-forming substrate.

Согласно примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному из примеров, описанных выше; и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.According to an example of the present invention, there is provided an aerosol generating system comprising: an aerosol generating device according to one of the examples described above; and an aerosol generating article containing an aerosol-forming substrate.

В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который при нагреве в устройстве, генерирующем аэрозоль, высвобождает летучие соединения, способныеAs used in this document, the term "aerosol-generating article" refers to an article that contains an aerosol-forming substrate that, when heated in an aerosol-generating device, releases volatile compounds capable of

образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, выполнено отдельно от устройства, генерирующего аэрозоль, и выполнено с возможностью комбинации с ним для нагревания изделия, генерирующего аэрозоль.Form an aerosol. The aerosol-generating article is separate from the aerosol-generating device and can be combined with it to heat the aerosol-generating article.

Термины «дальний», «раньше по ходу потока», «ближний» и «дальше по ходу потока» используются для описания относительного положения компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. Изделия и устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению имеют ближний конец, через который при применении аэрозоль выходит из изделия или устройства для доставки пользователю, и имеет противоположный дальний конец. Ближний конец изделия и устройства, генерирующего аэрозоль, также может называться мундштучным концом. При использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия или устройства, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного изделием, генерирующим аэрозоль, или устройством. Термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» относятся к направлению движения аэрозоля через изделие, генерирующее аэрозоль, когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце. Ближний конец изделия, генерирующего аэрозоль, расположен дальше по ходу потока относительно дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль. Ближний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным ниже по потоку концом изделия, генерирующего аэрозоль, а дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным выше по потоку концом изделия, генерирующего аэрозоль.The terms "distal," "upstream," "proximal," and "downstream" are used to describe the relative positions of components or portions of components of an aerosol-generating device and an aerosol-generating article. The aerosol-generating articles and devices of the present invention have a proximal end through which, during use, the aerosol exits the article or device for delivery to the user, and an opposite distal end. The proximal end of the aerosol-generating article or device may also be referred to as the mouthpiece end. During use, the user draws on the proximal end of the aerosol-generating article or device to inhale the aerosol generated by the aerosol-generating article or device. The terms "upstream" and "downstream" refer to the direction of aerosol movement through the aerosol-generating article when the user draws on the proximal end. The near end of an aerosol-generating article is located downstream of the distal end of the aerosol-generating article. The near end of an aerosol-generating article may also be referred to as the downstream end of the aerosol-generating article, and the distal end of the aerosol-generating article may also be referred to as the upstream end of the aerosol-generating article.

В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может состоять исключительно из субстрата, образующего аэрозоль. 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. Мундштук может представлять собой любую часть устройства, генерирующего аэрозоль, которая помещается в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого изделием, генерирующим аэрозоль, или устройством, генерирующим аэрозоль. Аэрозоль доставляется в рот пользователя через мундштук.In one embodiment, the aerosol-generating article may consist solely of an aerosol-generating substrate. During operation, the aerosol-generating substrate may be entirely contained within the aerosol-generating device. In this case, the user may inhale through the mouthpiece of the aerosol-generating device. The mouthpiece may be any part of the aerosol-generating device that is placed in the user's mouth for direct inhalation of the aerosol generated by the aerosol-generating article or device. The aerosol is delivered to the user's mouth through the mouthpiece.

В альтернативном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать дополнительные компоненты, и во время работы изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может частично содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может делать затяжку прямо на изделии, генерирующем аэрозоль, или мундштуке изделия, генерирующего аэрозоль.In an alternative embodiment, the aerosol-generating article may contain additional components, and during operation, the aerosol-generating article containing the aerosol-forming substrate may be partially contained within the aerosol-generating device. In this case, the user can puff directly on the aerosol-generating article or the mouthpiece of the aerosol-generating article.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по сути цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть по существу удлиненным.The aerosol-generating article may be substantially cylindrical. The aerosol-generating article may be substantially oblong. The aerosol-generating substrate may be substantially cylindrical. The aerosol-generating substrate may be substantially elongated.

Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 100 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 10 мм до приблизительно 18 мм. Кроме того, диаметр субстрата, образующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать заглушку фильтра. Заглушка фильтра может находиться на расположенном ниже по ходу потока конце изделия, генерирующего аэрозоль. Заглушка фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозную заглушку фильтра. Заглушка фильтра в одном варианте осуществления имеет длину примерно 7 мм, однако она может иметь длину от примерно 5 мм до примерно 12 мм.The aerosol-generating article may have an overall length of approximately 30 mm to approximately 100 mm. The aerosol-generating article may have an outer diameter of approximately 5 mm to approximately 12 mm. The aerosol-generating substrate may have a length of approximately 10 mm to approximately 18 mm. Furthermore, the diameter of the aerosol-generating substrate may be from approximately 5 mm to approximately 12 mm. The aerosol-generating article may comprise a filter plug. The filter plug may be located at the downstream end of the aerosol-generating article. The filter plug may be a cellulose acetate filter plug. In one embodiment, the filter plug has a length of approximately 7 mm, but it may have a length of from approximately 5 mm to approximately 12 mm.

В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину, составляющую примерно 4 5 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр приблизительно 7,3 мм, но может иметь наружный диаметр от приблизительно 7,0 мм до приблизительно 7,4 мм. Кроме того, субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 12 мм. Альтернативно, субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 16 мм. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать внешнюю бумажную обертку. Кроме того, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать промежуток между субстратом, образующим аэрозоль, и заглушкой фильтра. Промежуток может составлять приблизительно 21 мм или приблизительно 26 мм, но может составлять в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 2 8 мм. Промежуток может быть обеспечен с помощью полой трубки. Полая трубка может быть изготовлена из картона или ацетата целлюлозы.In one embodiment, the aerosol-generating article may have an overall length of approximately 4.5 mm. The aerosol-generating article may have an outer diameter of approximately 7.3 mm, but may have an outer diameter from approximately 7.0 mm to approximately 7.4 mm. In addition, the aerosol-generating substrate may have a length of approximately 12 mm. Alternatively, the aerosol-generating substrate may have a length of approximately 16 mm. The aerosol-generating article may comprise an outer paper wrapper. Furthermore, the aerosol-generating article may comprise a gap between the aerosol-generating substrate and the filter plug. The gap may be approximately 21 mm or approximately 26 mm, but may range from approximately 5 mm to approximately 2.8 mm. The gap may be provided by a hollow tube. The hollow tube may be made of cardboard or cellulose acetate.

Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым субстратом, образующим аэрозоль. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата при нагреве. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.The aerosol-forming substrate may be a solid aerosol-forming substrate. Alternatively, the aerosol-forming substrate may contain both solid and liquid components. The aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the substrate upon heating. Alternatively, the aerosol-forming substrate may comprise a non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may further comprise an aerosol-forming agent. Examples of suitable aerosol-forming agents include glycerin and propylene glycol.

Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или несколько из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или несколько из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и взорванный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предоставлен в подходящей емкости или картридже. Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения, предназначенные для высвобождения при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые, например, содержат дополнительные табачные или нетабачные летучие вкусоароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагрева твердого субстрата, образующего аэрозоль.If the aerosol-forming substrate is a solid aerosol-forming substrate, the solid aerosol-forming substrate may comprise, for example, one or more of the following: powder, granules, beads, pellets, thin tubes, strips, or sheets containing one or more of the following: grass leaves, tobacco leaves, tobacco rib fragments, reconstituted tobacco, homogenized tobacco, extruded tobacco, and expanded tobacco. The solid aerosol-forming substrate may be in bulk form or may be provided in a suitable container or cartridge. Optionally, the solid aerosol-forming substrate may contain additional tobacco or non-tobacco volatile flavor compounds intended to be released upon heating of the substrate. The solid aerosol-forming substrate may also contain capsules that, for example, contain additional tobacco or non-tobacco volatile flavor compounds, and such capsules may melt during heating of the solid aerosol-forming substrate.

В контексте данного документа «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному посредством агломерирования сыпучего табака. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. Альтернативно содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% по весу в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования сыпучего табака, полученного путем помола или иного измельчения одного или обоих из пластинки табачного листа и стеблей табачного листа. Альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из табачной пыли, табачной мелочи и других побочных продуктов сыпучего табака, образующихся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более собственных связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, чтобы способствовать агломерированию сыпучего табака; альтернативно или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.As used herein, "homogenized tobacco" refers to a material formed by agglomerating loose tobacco. The homogenized tobacco may be in the form of a sheet. The homogenized tobacco material may contain more than 5% of the aerosol-forming substance by dry weight. Alternatively, the homogenized tobacco material may contain from 5% to 30% by dry weight. Sheets of homogenized tobacco material may be formed by agglomerating loose tobacco obtained by grinding or otherwise comminuting one or both of the lamina and stems of the tobacco leaf. Alternatively or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain one or more of tobacco dust, tobacco fines, and other by-products of the loose tobacco generated, for example, during the processing, handling, and shipping of the tobacco. The sheets of homogenized tobacco material may contain one or more intrinsic binders, i.e., tobacco endogenous binders, one or more extrinsic binders, i.e., tobacco exogenous binders, or a combination thereof, to promote agglomeration of the bulk tobacco; alternatively or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain other additives, including, but not limited to, tobacco and non-tobacco fibers, aerosol forming agents, humectants, plasticizers, flavoring agents, fillers, aqueous and non-aqueous solvents, and combinations thereof.

В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте данного документа термин «гофрированный лист» означает лист, имеющий множество по существу параллельных гребней или гофров. Предпочтительно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано, по существу параллельные складки или гофры проходят вдоль или параллельно продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Это преимущественно упрощает сбор гофрированного листаIn a particularly preferred embodiment, the aerosol-generating substrate comprises an assembled corrugated sheet of homogenized tobacco material. As used herein, the term "corrugated sheet" means a sheet having a plurality of substantially parallel ridges or corrugations. Preferably, when the aerosol-generating article is assembled, the substantially parallel ridges or corrugations extend along or parallel to the longitudinal axis of the aerosol-generating article. This advantageously simplifies the collection of the corrugated sheet.

гомогенизированного табачного материала с образованием субстрата, образующего аэрозоль. Однако будет понятно, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для включения в изделие, генерирующее аэрозоль, могут альтернативно или дополнительно иметь множество по существу параллельных складок или гофров, которые расположены под острым или тупым углом к продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано. В определенных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный лист гомогенизированного табачного материала, который по существу равномерно текстурирован по существу по всей поверхности. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий множество по существу параллельных складок или гофров, которые по существу равномерно разнесены по ширине листа.homogenized tobacco material to form an aerosol-forming substrate. However, it will be understood that corrugated sheets of homogenized tobacco material for inclusion in an aerosol-generating article may alternatively or additionally have a plurality of substantially parallel folds or corrugations that are located at an acute or obtuse angle to the longitudinal axis of the aerosol-generating article when the aerosol-generating article is assembled. In certain embodiments, the aerosol-forming substrate may comprise an assembled sheet of homogenized tobacco material that is substantially uniformly textured over substantially its entire surface. For example, the aerosol-forming substrate may comprise an assembled corrugated sheet of homogenized tobacco material comprising a plurality of substantially parallel folds or corrugations that are substantially uniformly spaced across the width of the sheet.

Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может быть в виде порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Альтернативно носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, осажденного на его внутреннюю поверхность, или на его внешнюю поверхность, или как на его внутреннюю, так и внешнюю поверхности. Такой трубчатый носитель может быть выполнен, например, из бумаги или материала, подобного бумаге, нетканого мата из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками или перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.Optionally, the solid aerosol-forming substrate may be provided on or embedded in a thermally stable carrier. The carrier may be in the form of a powder, granules, beads, particles, thin tubes, strips, or sheets. Alternatively, the carrier may be a tubular carrier having a thin layer of the solid substrate deposited on its inner surface, its outer surface, or both its inner and outer surfaces. Such a tubular carrier may be made, for example, of paper or a paper-like material, a nonwoven carbon fiber mat, a lightweight open-cell metal mesh, or perforated metal foil, or any other thermally stable polymer matrix.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пеноматериала, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или альтернативно может быть нанесен в виде узора с целью обеспечения неоднородной доставки вкусоароматической добавки во время использования.The solid aerosol-forming substrate can be applied to the carrier surface in the form of, for example, a sheet, foam, gel, or suspension. The solid aerosol-forming substrate can be applied to the entire surface of the carrier or, alternatively, can be applied in a pattern to ensure non-uniform delivery of the flavor additive during use.

Несмотря на то, что выше упоминаются твердые субстраты, образующие аэрозоль, специалисту в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть применены другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Если предусмотрен жидкий субстрат, образующий аэрозоль, то устройство, генерирующее аэрозоль, предпочтительно содержит средства для удержания жидкости. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в таре или части для хранения жидкости. Альтернативно или дополнительно жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть поглощен пористым материалом носителя. Пористый материал носителя может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или детали, например, из вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в пористом материале носителя перед применением устройства, генерирующего аэрозоль, или альтернативно материал жидкого субстрата, образующего аэрозоль, может высвобождаться в пористый материал носителя во время применения или непосредственно перед ним. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в капсуле. Оболочка капсулы предпочтительно плавится при нагреве и высвобождает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в пористый материал носителя. Капсула может необязательно содержать твердое вещество в сочетании с жидкостью.Although solid aerosol-forming substrates are mentioned above, one skilled in the art will appreciate that other forms of aerosol-forming substrate may be used in other embodiments. For example, the aerosol-forming substrate may be a liquid aerosol-forming substrate. If a liquid aerosol-forming substrate is provided, the aerosol-generating device preferably includes means for retaining the liquid. For example, the liquid aerosol-forming substrate may be retained in a container or liquid storage portion. Alternatively or additionally, the liquid aerosol-forming substrate may be absorbed by a porous carrier material. The porous carrier material may be made of any suitable absorbent plug or component, such as foamed metal or plastic material, polypropylene, terylene, nylon fibers, or ceramic. The aerosol-forming liquid substrate may be retained in the porous carrier material prior to use of the aerosol-generating device, or alternatively, the aerosol-forming liquid substrate may be released into the porous carrier material during or immediately prior to use. For example, the aerosol-forming liquid substrate may be provided in a capsule. The capsule shell preferably melts upon heating and releases the aerosol-forming liquid substrate into the porous carrier material. The capsule may optionally contain a solid in combination with a liquid.

Альтернативно носитель может представлять собой нетканое полотно или пучок волокон, в которые были включены табачные компоненты. Нетканое полотно или пучок волокон могут содержать, например, углеродные волокна, натуральные целлюлозные волокна или волокна из производных целлюлозы.Alternatively, the carrier may be a nonwoven fabric or fiber bundle incorporating tobacco components. The nonwoven fabric or fiber bundle may contain, for example, carbon fibers, natural cellulose fibers, or fibers made from cellulose derivatives.

Признаки, описанные в отношении одного из приведенных выше примеров, могут быть в равной степени применены и к другим примерам согласно настоящему изобретению.The features described in relation to one of the above examples may be equally applied to other examples according to the present invention.

Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже предоставлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любые один или более признаков этих примеров можно комбинировать с любыми одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.The present invention is defined in the claims. However, a non-exhaustive list of non-limiting examples is provided below. Any one or more features of these examples may be combined with any one or more features of another example, embodiment, or aspect described herein.

Пример Ex1: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; и по меньшей мере один слой теплоизоляции, расположенный вокруг по меньшей мере части нагревателя.Example Ex1: An aerosol generating device comprising: a heater for heating an aerosol-forming substrate; and at least one layer of thermal insulation located around at least a portion of the heater.

Пример Ех2: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее: нагревательную камеру для нагрева субстрата, образующего аэрозоль; и по меньшей мере один слой теплоизоляции, расположенный вокруг по меньшей мере части нагревательной камеры.Example Ex2: An aerosol generating device comprising: a heating chamber for heating an aerosol-forming substrate; and at least one layer of thermal insulation located around at least a portion of the heating chamber.

Пример Ех3: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex1 или Ех2, в котором устройство, генерирующее аэрозоль, содержит множество слоев теплоизоляции, расположенных вокруг по меньшей мере части нагревателя.Example Ex3: An aerosol generating device according to example Ex1 or Ex2, wherein the aerosol generating device comprises a plurality of layers of thermal insulation arranged around at least a portion of the heater.

Пример Ех4: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, в котором по меньшей мере один слой теплоизоляции или множество слоев теплоизоляции содержит слой, распределяющий тепло.Example Ex4: An aerosol generating device according to any of the previous examples, wherein at least one thermal insulation layer or a plurality of thermal insulation layers comprises a heat distributing layer.

Пример Ех5: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ех3 или Ех4, в котором множество слоев теплоизоляции дополнительно содержат первый теплоизоляционный слой.Example Ex5: An aerosol generating device according to example Ex3 or Ex4, wherein the plurality of thermal insulation layers further comprise a first thermal insulation layer.

Пример Ех6: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ех5, в котором множество слоев теплоизоляции дополнительно содержат второй теплоизоляционный слой.Example Ex6: An aerosol generating device according to example Ex5, wherein the plurality of thermal insulation layers further comprise a second thermal insulation layer.

Пример Ех7: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех3-Ех6, в котором множество слоев теплоизоляции дополнительно содержат слой, отражающий излучение.Example Ex7: An aerosol generating device according to any one of examples Ex3 to Ex6, wherein the plurality of thermal insulation layers further comprise a radiation reflecting layer.

Пример Ех8: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ех7, в котором слой, отражающий излучение, расположен между первым и вторым теплоизоляционными слоями.Example Ex8: An aerosol generating device according to example Ex7, wherein the radiation reflecting layer is located between the first and second thermal insulation layers.

Пример Ех9: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех4-Ех8, в котором слой, распределяющий тепло, является самым внешним слоем из множества слоев теплоизоляции.Example Ex9: An aerosol generating device according to any of the examples Ex4 to Ex8, wherein the heat distributing layer is the outermost layer of a plurality of thermal insulation layers.

Пример Ех10: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех6-Ех9, в котором слой, распределяющий тепло, расположен между первым и вторым теплоизоляционными слоями.Example Ex10: An aerosol generating device according to any of examples Ex6 to Ex9, wherein the heat distributing layer is located between the first and second thermal insulation layers.

Пример Ex11: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех4-Ех10, в котором слой, распределяющий тепло, образован из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 200 Вт/м⋅К.Example Ex11: An aerosol generating device according to any of examples Ex4 to Ex10, wherein the heat distributing layer is formed from a material having a thermal conductivity of at least 200 W/m⋅K.

Пример Ех12: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех4-Ех11, в котором слой, распределяющий тепло, является анизотропным, так что теплопроводность в направлениях, по существу параллельных слою, распределяющему тепло, является более высокой по сравнению с теплопроводностью в направлении, по существу перпендикулярном слою, распределяющему тепло.Example Ex12: An aerosol generating device according to any of examples Ex4 to Ex11, wherein the heat distributing layer is anisotropic such that the thermal conductivity in directions substantially parallel to the heat distributing layer is higher than the thermal conductivity in a direction substantially perpendicular to the heat distributing layer.

Пример Ех13: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ех12, в котором теплопроводность в направлениях, по существу параллельных слою, распределяющему тепло, составляет по меньшей мере 7 00 Вт/м⋅К.Example Ex13: An aerosol generating device according to example Ex12, wherein the thermal conductivity in directions substantially parallel to the heat distributing layer is at least 700 W/m⋅K.

Пример Ех14: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех4-Ех13, в котором слой, распределяющий тепло, содержит графит.Example Ex14: An aerosol generating device according to any of examples Ex4 to Ex13, wherein the heat distributing layer comprises graphite.

Пример Ех15: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех4-Ех13, в котором слой, распределяющий тепло, содержит корпус устройства, генерирующего аэрозоль.Example Ex15: An aerosol generating device according to any of examples Ex4 to Ex13, wherein the heat distributing layer comprises a housing of the aerosol generating device.

Пример Ех16: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из предыдущих примеров, дополнительно содержащее корпус, в котором корпус образован из материала, имеющего теплопроводность по меньшей мере 200 Вт/м⋅К.Example Ex16: An aerosol generating device according to any of the previous examples, further comprising a housing, wherein the housing is formed from a material having a thermal conductivity of at least 200 W/m⋅K.

Пример Ех17: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех6-Ех16, в котором теплопроводность первого и второго теплоизоляционных слоев составляет 0,050 Вт/м⋅К или менее, предпочтительно 0,040 Вт/м⋅К или менее и более предпочтительно 0,030 Вт/м⋅К или менее.Example Ex17: An aerosol generating device according to any one of examples Ex6 to Ex16, wherein the thermal conductivity of the first and second thermal insulation layers is 0.050 W/m⋅K or less, preferably 0.040 W/m⋅K or less, and more preferably 0.030 W/m⋅K or less.

Пример Ех18: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех3-Ех17, в котором общая толщина множества слоев теплоизоляции в устройстве, генерирующем аэрозоль, составляет менее 2 мм.Example Ex18: An aerosol generating device according to any of examples Ex3 to Ex17, wherein the total thickness of the plurality of thermal insulation layers in the aerosol generating device is less than 2 mm.

Пример Ех19: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому предыдущему примеру, в котором нагреватель представляет собой трубчатый нагреватель и расположен для размещения устройства, генерирующего аэрозоль, во внутреннем пространстве трубки.Example Ex19: An aerosol generating device according to any preceding example, wherein the heater is a tubular heater and is arranged to accommodate the aerosol generating device within the interior of the tube.

Пример Ех20: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex19, в котором трубчатый нагреватель содержит трубчатый субстрат, имеющий нагревательный элемент, расположенный на или в субстрате.Example Ex20: An aerosol generating device according to example Ex19, wherein the tubular heater comprises a tubular substrate having a heating element located on or in the substrate.

Пример Ех21: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ex19 или Ех20, в котором нагревательный элемент расположен на наружной поверхности трубки.Example Ex21: An aerosol generating device according to example Ex19 or Ex20, wherein the heating element is located on the outer surface of the tube.

Пример Ех22: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому предыдущему примеру, дополнительно содержащее полость для размещения изделия, генерирующего аэрозоль.Example Ex22: An aerosol generating device according to any preceding example, further comprising a cavity for accommodating the aerosol generating article.

Пример Ех23: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно любому из примеров Ех3-Ех22, дополнительно содержащее барьер для отделения одного или более из множества слоев теплоизоляции от канала потока воздуха для доставки аэрозоля пользователю.Example Ex23: An aerosol generating device according to any one of examples Ex3 to Ex22, further comprising a barrier for separating one or more of the plurality of thermal insulation layers from the air flow channel for delivering the aerosol to the user.

Пример Ех24: Устройство, генерирующее аэрозоль, согласно примеру Ех23, в котором барьер располагается вдоль полости для размещения изделия, генерирующего аэрозоль.Example Ex24: An aerosol generating device according to example Ex23, wherein the barrier is arranged along the cavity for accommodating the aerosol generating article.

Пример Ех25: Система, генерирующая аэрозоль, содержащая: устройство, генерирующее аэрозоль, по любому из примеров Ex1-Ех24 и изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.Example Ex25: An aerosol generating system comprising: an aerosol generating device according to any of examples Ex1 to Ex24 and an aerosol generating article comprising an aerosol forming substrate.

Примеры теперь будут дополнительно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The examples will now be further described with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 - схематический частичный вид в разрезе части устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с одним вариантом осуществления, показывающий электрический нагреватель и многослойную изоляцию;Fig. 1 is a schematic partial sectional view of a portion of an aerosol generating device according to one embodiment showing an electric heater and multilayer insulation;

Фиг. 2 - схематическое изображение внутренней части устройства, генерирующего аэрозоль, в соответствии с другим вариантом осуществления, показывающее изделие, генерирующее аэрозоль, размещенное внутри устройства;Fig. 2 is a schematic illustration of the interior of an aerosol generating device according to another embodiment, showing an aerosol generating article housed within the device;

Фиг. 3А - увеличенный вид в разрезе области, обозначенной А на фиг.2, и показывает компоновку нагревателя и многослойной изоляции в соответствии с одним вариантом осуществления;Fig. 3A is an enlarged sectional view of the region designated A in Fig. 2 and shows the arrangement of a heater and multilayer insulation according to one embodiment;

Фиг. 3В - увеличенный вид в разрезе области, обозначенной А на фиг.2, и показывает компоновку нагревателя и многослойной изоляции в соответствии с другим вариантом осуществления; иFig. 3B is an enlarged sectional view of the region designated A in Fig. 2 and shows the arrangement of a heater and multilayer insulation according to another embodiment; and

Фиг. 4А и 4В - две разных тестовых компоновки для проверки характеристик теплоизоляции устройства, генерирующего аэрозоль.Fig. 4A and 4B are two different test setups for testing the thermal insulation performance of an aerosol generating device.

На фиг.1 показана часть устройства 10, генерирующего аэрозоль, содержащего электрический нагреватель 12 и множество слоев теплоизоляции 14, расположенных между электрическим нагревателем 12 и корпусом 16. Электрический нагреватель является трубчатым и имеет внутреннее пространство диаметром D для размещения изделия, генерирующего аэрозоль (не показано), аналогичного диаметра. Таким образом, электрический нагреватель расположен снаружи субстрата, образующего аэрозоль, внутри изделия, генерирующего аэрозоль. Трубчатая конструкция электрического нагревателя 12 изготовлена из алюмооксидной керамики, а нагревательный элемент 18, изготовленный из Kanthal™, охватывает его внешнюю цилиндрическую поверхность изогнутым или волнообразным образом. Нагревательный элемент 18 имеет два конца 18а и 18b, расположенные на одном конце электрического нагревателя 12 и соединенные с электрическими выводами (не показаны) для подключения электрического нагревателя 12 к источнику питания (не показан) посредством схемы управления (не показана). Электрический нагреватель 12 выполнен с возможностью нагрева до температуры приблизительно 210 градусов Цельсия для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, с генерированием аэрозоля.Fig. 1 shows a part of an aerosol generating device 10, comprising an electric heater 12 and a plurality of layers of thermal insulation 14 located between the electric heater 12 and a housing 16. The electric heater is tubular and has an internal space of diameter D for accommodating an aerosol generating article (not shown) of a similar diameter. Thus, the electric heater is located outside the aerosol forming substrate, inside the aerosol generating article. The tubular structure of the electric heater 12 is made of alumina ceramics, and the heating element 18, made of Kanthal™, covers its outer cylindrical surface in a curved or wave-shaped manner. The heating element 18 has two ends 18a and 18b, located at one end of the electric heater 12 and connected to electrical terminals (not shown) for connecting the electric heater 12 to a power source (not shown) by means of a control circuit (not shown). The electric heater 12 is configured to heat to a temperature of approximately 210 degrees Celsius to heat the aerosol-forming substrate to generate the aerosol.

На фиг.1 показана общая конструкция для множества слоев теплоизоляции 14 в соответствии с настоящим изобретением, которая содержит первый теплоизоляционный слой 20, отражатель 22 излучения, второй теплоизоляционный слой 2 4 и слой 26, распределяющий тепло. По меньшей мере один из слоев, например, отражатель 22 излучения, является необязательным и может быть опущен в определенных вариантах осуществления, как обсуждается ниже. Кроме того, слой 26, распределяющий тепло, может быть заменен другим компонентом устройства 10, генерирующего аэрозоль, например, внешним корпусом 16, что имеет место в одном из вариантов осуществления, обсуждаемых ниже.Fig. 1 shows a general design for a plurality of thermal insulation layers 14 in accordance with the present invention, which comprises a first thermal insulation layer 20, a radiation reflector 22, a second thermal insulation layer 2 4 and a heat distributing layer 26. At least one of the layers, for example, the radiation reflector 22, is optional and may be omitted in certain embodiments, as discussed below. Furthermore, the heat distributing layer 26 may be replaced by another component of the aerosol generating device 10, for example, the outer casing 16, which is the case in one of the embodiments discussed below.

Первый теплоизоляционный слой 2 0 имеет высокую рабочую температуру (то есть около 250 градусов Цельсия или более), так что он способен выдерживать рабочую температуру нагревателя 12. В дополнение к тому, что первый теплоизоляционный слой 20 является теплоизоляционным материалом, он также является электрическим изолятором, чтобы избежать короткого замыкания соединений любых электрических компонентов, с которыми он может соприкасаться. Можно использовать тонкопленочный изолятор, такой как лента Kapton™. В качестве альтернативы можно использовать более толстые изоляторы из пеноматериала или аэрогеля.The first thermal insulation layer 20 has a high operating temperature (i.e., approximately 250 degrees Celsius or more), so it can withstand the operating temperature of the heater 12. In addition to being a thermal insulator, the first thermal insulation layer 20 also serves as an electrical insulator to prevent short-circuiting of the connections of any electrical components with which it may come into contact. A thin-film insulator such as Kapton™ tape can be used. Alternatively, thicker insulators such as foam or aerogel can be used.

Отражатель 22 излучения расположен рядом с первым теплоизоляционным слоем 20 и снаружи от него, хотя он может быть расположен по-разному. Отражатель 22 излучения обычно выполнен из тонкой металлической фольги или металлизированного материала, имеющего отражающую поверхность, обращенную к нагревателю 12. Важно, чтобы отражатель 22 излучения был расположен на расстоянии от нагревателя 12, например, воздухом или слоем теплоизоляции, так что имеется пространство, в которое может отражаться тепловое излучение. Кроме того, если бы отражатель 22 излучения был расположен в контакте с нагревателем, тепло передавалось бы за счет теплопроводности через отражатель 22 излучения, снижая его эффективность и рискуя потускнением отражающей поверхности отражателя 22 излучения или иным образом разрушением нагревателя 12.The radiation reflector 22 is located adjacent to and external to the first thermal insulation layer 20, although its location may vary. The radiation reflector 22 is typically made of a thin metal foil or metallized material having a reflective surface facing the heater 12. It is important that the radiation reflector 22 be located at a distance from the heater 12, for example, by air or a thermal insulation layer, so that there is a space into which thermal radiation can be reflected. Furthermore, if the radiation reflector 22 were located in contact with the heater, heat would be transferred by conduction through the radiation reflector 22, reducing its effectiveness and risking dulling of the reflective surface of the radiation reflector 22 or otherwise damaging the heater 12.

Второй теплоизоляционный слой 24 расположен рядом с отражателем 22 излучения и снаружи от него, хотя он может быть расположен по-другому. Второй теплоизоляционный слой 20 имеет высокую рабочую температуру (то есть около 200 градусов Цельсия или более). Рабочая температура второго теплоизоляционного слоя 24 не обязательно должна быть такой высокой, как у первого теплоизоляционного слоя 20, поскольку он расположен дальше от нагревателя 12 и по меньшей мере частично защищен первым теплоизоляционным слоем 20. Можно использовать тонкопленочный изолятор, такой как аэрогелевая пленка, или, альтернативно, более толстые вспененные или аэрогелевые изоляторы.The second thermal insulation layer 24 is located adjacent to and external to the radiation reflector 22, although it may be positioned differently. The second thermal insulation layer 20 has a high operating temperature (i.e., approximately 200 degrees Celsius or more). The operating temperature of the second thermal insulation layer 24 does not necessarily have to be as high as that of the first thermal insulation layer 20, since it is located further from the heater 12 and is at least partially protected by the first thermal insulation layer 20. A thin-film insulator, such as an aerogel film, or, alternatively, thicker foam or aerogel insulators, may be used.

Слой 26, распределяющий тепло, расположен рядом со вторым теплоизоляционным слоем 24 и снаружи от него, хотя он может быть расположен по-разному. Слой 26, распределяющий тепло, обычно изготавливается из листа материала или фольги, обладающих высокой теплопроводностью (то есть по меньшей мере 200 Вт/м⋅К). Однако в предпочтительных вариантах используется анизотропный слой 26, распределяющий тепло, такой как лист пиролитического графита. Он обладает относительно высокой теплопроводностью (то есть более 7 00 Вт/м⋅К) в направлениях, параллельных плоскости листа (то есть в направлениях х-у), и относительно низкой теплопроводностью (то есть менее 30 Вт/м⋅К) в направлениях, перпендикулярных к листу (то есть в направлении z). Следовательно, слой 26, распределяющий тепло, эффективно распределяет или распространяет тепло внутри слоя, то есть в направлениях, параллельных слою 26, распределяющему тепло, но уменьшает теплопередачу по толщине слоя, то есть в направлениях, перпендикулярных слою 26, распределяющему тепло. Распределяя тепло, слой 26, распределяющий тепло, помогает снизить риск образования горячих участков на внешней поверхности корпуса 16. Уменьшая теплопередачу по толщине слоя, слой 26, распределяющий тепло, эффективно помогает изолировать корпус от тепла, генерируемого нагревателем 12.The heat distributing layer 26 is located adjacent to and external to the second thermal insulation layer 24, although its location may vary. The heat distributing layer 26 is typically made of a sheet of material or foil with high thermal conductivity (i.e., at least 200 W/m⋅K). However, in preferred embodiments, an anisotropic heat distributing layer 26 is used, such as a pyrolytic graphite sheet. It has a relatively high thermal conductivity (i.e., greater than 700 W/m⋅K) in directions parallel to the plane of the sheet (i.e., in the x-y directions) and a relatively low thermal conductivity (i.e., less than 30 W/m⋅K) in directions perpendicular to the sheet (i.e., in the z direction). Therefore, heat distributing layer 26 effectively distributes or spreads heat within the layer, i.e., in directions parallel to heat distributing layer 26, but reduces heat transfer across the layer's thickness, i.e., in directions perpendicular to heat distributing layer 26. By distributing heat, heat distributing layer 26 helps reduce the risk of hot spots forming on the outer surface of housing 16. By reducing heat transfer across the layer's thickness, heat distributing layer 26 effectively helps insulate the housing from the heat generated by heater 12.

Корпус 16 расположен рядом со слоем 26, распределяющим тепло, и снаружи от него. Множество слоев теплоизоляции 14 помогает уменьшить передачу тепла от нагревателя 12 к внешнему корпусу 16, тем самым снижается вероятность того, что внешний корпус или его часть станут слишком горячими (то есть температура превысит 50 градусов Цельсия) и поддерживается температура корпуса 16, которая не вызывает дискомфорта у пользователя. В этом примере корпус 16 изготовлен из полиэфирэфиркетона (РЕЕК), который сам по себе является приемлемым теплоизоляционным материалом. Однако корпус 16 мог бы быть изготовлен из материала, обладающего более высокой теплопроводностью, так что внешний корпус 16 также действует как распределитель тепла.The housing 16 is located adjacent to and external to the heat-distributing layer 26. Multiple layers of thermal insulation 14 help reduce heat transfer from the heater 12 to the outer housing 16, thereby reducing the likelihood of the outer housing or part of it becoming too hot (i.e., exceeding 50 degrees Celsius) and maintaining the temperature of the housing 16 at a level that does not cause discomfort to the user. In this example, the housing 16 is made of polyetheretherketone (PEEK), which is an acceptable thermal insulating material in itself. However, the housing 16 could be made of a material with higher thermal conductivity, so that the outer housing 16 also acts as a heat distributor.

На фиг.2 показана внутренняя часть устройства 100, генерирующего аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль, размещенное внутри устройства 100, генерирующего аэрозоль. Вместе устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль. На фиг.2 в упрощенном виде показано устройство 100, генерирующее аэрозоль. В частности, элементы устройства 100, генерирующего аэрозоль, показаны не в масштабе. Кроме того, были опущены элементы, которые не являются существенными для понимания этого варианта осуществления.Figure 2 shows the interior of an aerosol-generating device 100 and an aerosol-generating article 200 located inside the aerosol-generating device 100. Together, the aerosol-generating device 100 and the aerosol-generating article 200 form an aerosol-generating system. Figure 2 shows the aerosol-generating device 100 in a simplified form. In particular, the elements of the aerosol-generating device 100 are not shown to scale. In addition, elements that are not essential to understanding this embodiment have been omitted.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 102, содержащий источник 103 питания, электрический нагреватель 106, схему 105 управления и множество слоев теплоизоляции 108. Источником 103 питания является батарея, и в данном примере это перезаряжаемая литий-ионная батарея. Схема 105 управления подключена как к источнику 103 питания, так и к нагревателю 106 и управляет подачей электрической энергии от источника 103 питания к электрическому нагревателю 106 для регулирования температуры электрического нагревателя 106.The aerosol generating device 100 comprises a housing 102 containing a power source 103, an electric heater 106, a control circuit 105, and a plurality of thermal insulation layers 108. The power source 103 is a battery, and in this example, it is a rechargeable lithium-ion battery. The control circuit 105 is connected to both the power source 103 and the heater 106 and controls the supply of electrical energy from the power source 103 to the electric heater 106 to regulate the temperature of the electric heater 106.

Корпус имеет отверстие 104 на проксимальном или мундштучном конце устройства 100, генерирующего аэрозоль, через которое поступает изделие 200, генерирующее аэрозоль. Устройство 100, генерирующее аэрозоль, и множество слоев теплоизоляции 108 показаны в разрезе на фиг.2. Множество слоев теплоизоляции 108 окружает нагреватель 106 и полость 110 внутри корпуса 102, в которую помещено изделие 200, генерирующее аэрозоль. В частности, множество слоев теплоизоляции 108 окружают нагреватель 106 и полость 110 для уменьшения теплопередачи к корпусу 102, а также расположены поперек дальнего конца полости 110 для уменьшения теплопередачи к схеме 105 управления. Множество слоев теплоизоляции 108 может иметь различные компоновки теплоизоляционных слоев, две из которых описаны ниже со ссылкой на фиг.3А и 3В.The housing has an opening 104 at the proximal or mouthpiece end of the aerosol generating device 100, through which the aerosol generating article 200 is supplied. The aerosol generating device 100 and a plurality of thermal insulation layers 108 are shown in section in Fig. 2. The plurality of thermal insulation layers 108 surround the heater 106 and the cavity 110 inside the housing 102, in which the aerosol generating article 200 is placed. In particular, the plurality of thermal insulation layers 108 surround the heater 106 and the cavity 110 to reduce heat transfer to the housing 102, and are also located across the distal end of the cavity 110 to reduce heat transfer to the control circuit 105. The plurality of thermal insulation layers 108 may have different thermal insulation layer arrangements, two of which are described below with reference to Figs. 3A and 3B.

Нагреватель 106 является трубчатым и имеет ту же конструкцию, что и нагреватель на фиг.1. Изделие 200, генерирующее аэрозоль, проходит через внутреннее пространство в трубчатом нагревателе 106, когда изделие 200, генерирующее аэрозоль, поступает в устройство 100, генерирующее аэрозоль.The heater 106 is tubular and has the same structure as the heater in Fig. 1. The aerosol generating article 200 passes through the interior space in the tubular heater 106 when the aerosol generating article 200 enters the aerosol generating device 100.

Изделие 200, генерирующее аэрозоль, содержит концевую заглушку 202, субстрат 204, образующий аэрозоль, полую трубку 206, фильтр 208 мундштука и бумажную обертку 210. Субстрат 204, образующий аэрозоль, содержит заглушку из табака или материала на табачной основе. Когда изделие 200, генерирующее аэрозоль, полностью помещено в устройство 100, генерирующее аэрозоль, субстрат 204, образующий аэрозоль, расположен внутри нагревателя 106 таким образом, что нагреватель 106 может нагревать субстрат 204, образующий аэрозоль, для образования аэрозоля. Концевая заглушка 202 и фильтр 208 мундштука изготовлены из ацетилцеллюлозных волокон.The aerosol-generating article 200 comprises an end plug 202, an aerosol-forming substrate 204, a hollow tube 206, a mouthpiece filter 208, and a paper wrapper 210. The aerosol-forming substrate 204 comprises a plug made of tobacco or a tobacco-based material. When the aerosol-generating article 200 is completely placed in the aerosol-generating device 100, the aerosol-forming substrate 204 is located inside the heater 106 such that the heater 106 can heat the aerosol-forming substrate 204 to form an aerosol. The end plug 202 and the mouthpiece filter 208 are made of cellulose acetate fibers.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать: датчик (не показан) для обнаружения присутствия изделия 200, генерирующего аэрозоль; пользовательский интерфейс (не показан), такой как кнопка для активации нагревателя 106; и дисплей или индикатор (не показан) для представления информации пользователю, например, оставшегося заряда батареи, состояния нагрева и сообщений об ошибках.The aerosol generating device 100 may further comprise: a sensor (not shown) for detecting the presence of the aerosol generating article 200; a user interface (not shown), such as a button for activating the heater 106; and a display or indicator (not shown) for presenting information to the user, such as the remaining battery charge, heating status, and error messages.

Фиг. 3А и 3В представляют собой увеличенные схематические виды области, обозначенной как А на фиг.2, и показывают вид в разрезе части устройства 100, генерирующего аэрозоль, содержащего нагреватель 106, множество слоев теплоизоляции 108 и корпус 102. Фиг. 3А и 3В были упрощены, и элементы устройства 100, генерирующего аэрозоль, показаны не в масштабе.Figs. 3A and 3B are enlarged schematic views of the area designated as A in Fig. 2 and show a sectional view of a portion of the aerosol generating device 100 comprising a heater 106, a plurality of layers of thermal insulation 108 and a housing 102. Figs. 3A and 3B have been simplified and the elements of the aerosol generating device 100 are not shown to scale.

Кроме того, ряд теплоизоляционных слоев во множестве слоев теплоизоляции 108 являются сжимаемыми, поскольку они образованы из пеноматериалов или аэрогеля или другой сжимаемой конструкции. Это выгодно, поскольку позволяет множеству слоев теплоизоляции 108 соответствовать изменениям профиля внутри устройства 100, генерирующего аэрозоль. Как можно видеть на фиг.2, внутренний профиль вдоль устройства, генерирующего аэрозоль, изменяется, например, в точках, где изделие 200, генерирующее аэрозоль, входит в электрический нагреватель 106 и выходит из него, и где корпус сужается к своему мундштучному концу. В точках, где профиль сужается, любые сжимаемые материалы во множестве слоев теплоизоляции 108 будут сжиматься. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что сила задействованного сжатия не оказывает отрицательного влияния на тепловые характеристики изоляционных слоев в какой-либо заметной степени. В последующем обсуждении любая ссылка на толщину материала относится к его несжатой толщине.In addition, a number of thermal insulation layers in the plurality of thermal insulation layers 108 are compressible, since they are formed from foam materials or aerogel or another compressible structure. This is advantageous since it allows the plurality of thermal insulation layers 108 to conform to changes in the profile inside the aerosol-generating device 100. As can be seen in Fig. 2, the internal profile along the aerosol-generating device changes, for example, at the points where the aerosol-generating article 200 enters and exits the electric heater 106, and where the housing tapers toward its mouthpiece end. At the points where the profile tapers, any compressible materials in the plurality of thermal insulation layers 108 will be compressed. However, the inventors of the present invention have found that the force of the compression involved does not negatively affect the thermal performance of the insulation layers to any noticeable extent. In the following discussion, any reference to the thickness of a material refers to its uncompressed thickness.

На фиг.3А показана первая компоновка 108а множества слоев теплоизоляции для использования в устройстве 100, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг.2. Первая компоновка 108а из множества слоев теплоизоляции содержит первый теплоизоляционный слой 120, слой 122, распределяющий тепло, и второй теплоизоляционный слой 124.Fig. 3A shows a first arrangement 108a of a plurality of thermal insulation layers for use in the aerosol generating device 100 shown in Fig. 2. The first arrangement 108a of a plurality of thermal insulation layers comprises a first thermal insulation layer 120, a heat distributing layer 122, and a second thermal insulation layer 124.

Первый теплоизоляционный слой 120 содержит втулку из полиимидного аэрогеля толщиной 2,5 мм. Подходящая втулка из полиимидного аэрогеля включает, но этим не ограничивается, втулку, изготовленную из полиимидного аэрогеля Airloy Х116, производства Aerogel Technologies из Бостона, Массачусетс, США.The first thermal insulation layer 120 comprises a 2.5 mm thick polyimide aerogel sleeve. Suitable polyimide aerogel sleeves include, but are not limited to, a sleeve made of Airloy X116 polyimide aerogel, manufactured by Aerogel Technologies of Boston, Massachusetts, USA.

Слой 122, распределяющий тепло, содержит лист пиролитического графита толщиной 25 микрон. Подходящий лист из пиролитического графита включает, но этим не ограничивается, деталь под номером EYGA121803KV, поставляемую Panasonic из Ньюарка, Нью-Джерси, США.Layer 122, the heat-distributing layer, contains a 25-micron-thick pyrolytic graphite sheet. Suitable pyrolytic graphite sheets include, but are not limited to, part number EYGA121803KV, supplied by Panasonic of Newark, New Jersey, USA.

Второй теплоизоляционный слой 124 содержит полимерный аэрогель, имеющий толщину 1 мм. Подходящий полимерный аэрогель включает, но этим не ограничивается, полимерную пленку или блок Aerozero, поставляемые Blueshift Materials из Спенсера, Массачусетс, США.The second thermal insulation layer 124 comprises a 1 mm thick polymer aerogel. Suitable polymer aerogels include, but are not limited to, Aerozero polymer film or block, available from Blueshift Materials of Spencer, Massachusetts, USA.

На фиг.3Впоказана вторая компоновка 108b множества слоев теплоизоляции для использования в устройстве 100, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг.2. Вторая компоновка 108b из множества слоев теплоизоляции содержит первый теплоизоляционный слой 130, отражатель 132 излучения, второй теплоизоляционный слой 134, а корпус 102 образует слой, распределяющий тепло.Fig. 3B shows a second arrangement 108b of a plurality of thermal insulation layers for use in the aerosol generating device 100 shown in Fig. 2. The second arrangement 108b of a plurality of thermal insulation layers comprises a first thermal insulation layer 130, a radiation reflector 132, a second thermal insulation layer 134, and the housing 102 forms a heat distributing layer.

Первый теплоизоляционный слой 130 содержит полиимидную пленку толщиной 25 микрон. Подходящая полиимидная пленка включает, но этим не ограничивается, ленту Kapton ™, поставляемую DuPont из Уилмингтона, штат Массачусетс, США.The first thermal insulation layer 130 comprises a 25-micron thick polyimide film. Suitable polyimide films include, but are not limited to, Kapton™ tape, supplied by DuPont of Wilmington, Massachusetts, USA.

Отражатель 132 излучения содержит алюминиевую фольгу толщиной 0,016 мм. Можно использовать любую подходящую алюминиевую фольгу требуемой толщины.Radiation reflector 132 contains aluminum foil 0.016 mm thick. Any suitable aluminum foil of the required thickness can be used.

Второй теплоизоляционный слой 134 содержит полиимидный пеноматериал, имеющий толщину 2,5 мм. Подходящий полиимидный пеноматериал включает, но этим не ограничивается, полиимидный пеноматериал Intek ™ PFI-1120, поставляемый Trelleborg из Треллеборга, Швеция.The second thermal insulation layer 134 comprises a polyimide foam material having a thickness of 2.5 mm. Suitable polyimide foam materials include, but are not limited to, Intek™ PFI-1120 polyimide foam material, supplied by Trelleborg of Trelleborg, Sweden.

Для образования слоя, распределяющего тепло, корпус 102 на полимерной основе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг.2, заменен трубчатым алюминиевым корпусом, имеющим внутренний диаметр 17 мм и внешний диаметр 18,5 мм. Алюминий обладает более высокой теплопроводностью, чем пластик, и помогает распределять тепло по всей площади корпуса. Можно использовать любой подходящий алюминиевый корпус.To form a heat-distributing layer, the polymer-based housing 102 of the aerosol-generating device shown in Fig. 2 is replaced with a tubular aluminum housing with an inner diameter of 17 mm and an outer diameter of 18.5 mm. Aluminum has higher thermal conductivity than plastic and helps distribute heat across the entire housing. Any suitable aluminum housing can be used.

ИспытанияTrials

Чтобы определить тепловые характеристики использования множества слоев теплоизоляции по сравнению с использованием только одного слоя, были подготовлены примеры испытаний каждой из компоновок, показанных на фиг.3А и 3В, и были испытаны в устройстве 100, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг.2. В качестве контрольного образца были подготовлены дополнительные примеры испытаний, включающие только один слой изоляции, которые также были испытаны в устройстве 100, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг.2.In order to determine the thermal performance of using multiple layers of thermal insulation compared to using only one layer, test examples of each of the arrangements shown in Figs. 3A and 3B were prepared and tested in the aerosol generating device 100 shown in Fig. 2. As a control sample, additional test examples were prepared, including only one layer of insulation, which were also tested in the aerosol generating device 100 shown in Fig. 2.

Для измерения температуры использовались термопары, которые были прикреплены к соответствующим контрольным точкам на устройстве 100, генерирующем аэрозоль, как описано ниже в отношении каждого испытания. Нагреватель 106 питался от наружного лабораторного блока питания. Устройство, генерирующее аэрозоль, удерживалось в горизонтальном положении и было испытано при температуре окружающей среды приблизительно от 23 до 25 градусов Цельсия.Thermocouples were attached to the appropriate test points on aerosol-generating device 100, as described below for each test, to measure temperature. Heater 106 was powered by an external laboratory power supply. The aerosol-generating device was held horizontally and tested at an ambient temperature of approximately 23 to 25 degrees Celsius.

Как видно на фиг.4А и 4 В, в испытании вместо изделия 200, генерирующего аэрозоль, на фиг.2 использовалась пустая бумажная трубка 300 без субстрата, образующего аэрозоль, фильтров или заглушек. Это связано с тем, что некоторое количество тепла отводится в аэрозоле, генерируемом субстратом 204, образующим аэрозоль, и для симуляции наихудшего сценария использовалась пустая бумажная трубка 300, так что все тепло отводилось в устройство 100.As shown in Figs. 4A and 4B, in the test, instead of the aerosol-generating article 200 in Fig. 2, an empty paper tube 300 without an aerosol-forming substrate, filters, or plugs was used. This is due to the fact that some heat is dissipated in the aerosol generated by the aerosol-forming substrate 204, and to simulate the worst-case scenario, an empty paper tube 300 was used so that all the heat was dissipated into the device 100.

Устройство 100, генерирующее аэрозоль, и изделие 200, генерирующее аэрозоль, имели размеры, указанные в таблице 1.The aerosol generating device 100 and the aerosol generating article 200 had the dimensions specified in Table 1.

Был использован следующий способ испытаний:The following testing method was used:

Как можно быстрее нагреть нагреватель до 210 градусов Цельсия, не превышая предельную мощность в 12 Вт.Heat the heater to 210 degrees Celsius as quickly as possible without exceeding the maximum power of 12 W.

Управлять температурой нагревателя так, чтобы поддерживать ее на уровне 210 градусов Цельсия в течение 6 минут.Control the heater temperature to maintain it at 210 degrees Celsius for 6 minutes.

Записать мощность и температуру через 6 минут.Record the power and temperature after 6 minutes.

Пример испытания 1Test Example 1

Пример испытания 1 имел конструкцию первой компоновки 108а из множества слоев теплоизоляции, показанную на фиг.3А. Множество слоев теплоизоляции 108а по окружности окружало нагреватель 106 и полость 110, содержащую бумажную трубку 300. На дальнем конце полости 110 в зазоре между бумажной трубкой и схемой 105 управления был размещен одиночный слой полиимидного аэрогеля, идентичный первому теплоизоляционному слою 120 на фиг.3А.Test example 1 had a first arrangement 108a of multiple layers of thermal insulation shown in Fig. 3A. The multiple layers of thermal insulation 108a circumferentially surrounded the heater 106 and the cavity 110 containing the paper tube 300. At the far end of the cavity 110, in the gap between the paper tube and the control circuit 105, a single layer of polyimide aerogel was placed, identical to the first thermal insulation layer 120 in Fig. 3A.

В качестве контрольного образца был подготовлен дополнительный пример испытания, имеющий один слой теплоизоляции, эквивалентный первому теплоизоляционному слою 120 на фиг.3А, то есть втулка, изготовленная из полиимидного аэрогеля Airloy Х116 Aerogel Technologies из Бостона, Массачусетс, США, и имеющая толщину 2,5 мм.As a control sample, an additional test example was prepared having one layer of thermal insulation equivalent to the first thermal insulation layer 120 in Fig. 3A, i.e., a sleeve made of polyimide aerogel Airloy X116 Aerogel Technologies of Boston, Massachusetts, USA, and having a thickness of 2.5 mm.

Как видно на фиг.4А, термопары были прикреплены в следующих точках:As can be seen in Fig. 4A, the thermocouples were attached at the following points:

Точка X1 на внешней стороне бумажной трубки в том месте, где она расположена внутри нагревателя 106.Point X1 on the outside of the paper tube where it is located inside the heater 106.

Точка Х2, расположенная снаружи корпуса 102 в точке, перекрывающей среднюю точку нагревателя 106.Point X2, located outside the housing 102 at a point overlapping the midpoint of the heater 106.

Точка Х3, расположенная снаружи корпуса 102 в точке слева (по направлению к ближайшему концу устройства) от точки Х2.Point X3, located outside the housing 102 at a point to the left (towards the nearest end of the device) of point X2.

Точка Х4, расположенная снаружи корпуса 102 в точке справа (по направлению к дальнему концу устройства) от точки Х2.Point X4, located outside the housing 102 at a point to the right (towards the far end of the device) of point X2.

Точка Х5, в точке, где электрические выводы от нагревателя 106 соединены со схемой 105 управления.Point X5, at the point where the electrical terminals from heater 106 are connected to control circuit 105.

Измерения Х3 и Х4 были проведены для оценки характеристики распределителя тепла из листового пиролитического графита и его способности распределять тепло для уменьшения горячих участков.Measurements X3 and X4 were conducted to evaluate the performance of the pyrolytic graphite sheet heat spreader and its ability to distribute heat to reduce hot spots.

Результаты испытания в примере испытания 1 приведены в таблице 2 ниже.The test results in Test Example 1 are shown in Table 2 below.

Результаты показывают, что многослойная изоляция примера испытания 1 обладает улучшенными характеристиками теплоизоляции по сравнению с однослойной изоляцией контрольного образца. Как видно из измерений температуры Х2, Х3 и Х4, температура снаружи корпуса для примера испытания 1 значительно ниже, чем для контрольного образца. Каждая из этих температур для примера испытания 1 находится ниже 50 градусов Цельсия, что является комфортной пороговой температурой. Также наблюдается меньшее отклонение между измерениями температуры Х2, Х3 и Х4 для примера испытания 1 по сравнению с контрольным образцом, показывающим, что слой, распределяющий тепло, эффективно распределяет тепло по своей площади, уменьшая образование горячих участков.The results show that the multilayer insulation in Test Example 1 has improved thermal insulation performance compared to the single-layer insulation in the control sample. As can be seen from the temperature measurements at X2, X3, and X4, the outside temperature for Test Example 1 is significantly lower than for the control sample. Each of these temperatures for Test Example 1 is below 50 degrees Celsius, which is a comfortable threshold temperature. A smaller deviation is also observed between the temperature measurements at X2, X3, and X4 for Test Example 1 compared to the control sample, indicating that the heat-distributing layer effectively distributes heat across its surface, reducing the formation of hot spots.

Кроме того, мощность, необходимая для поддержания температуры нагревателя при температуре 210 градусов Цельсия в примере испытания 1, ниже по сравнению с контрольным образцом, что показывает, что многослойность помогает повысить эффективность системы. Кроме того, температура Х5 в примере испытания 1 ниже, что показывает, что такая компоновка помогает защитить схему управления от тепла, генерируемого нагревателем 106.Furthermore, the power required to maintain the heater at 210 degrees Celsius in Test Example 1 is lower than that of the control sample, indicating that the multilayer design helps improve system efficiency. Furthermore, the temperature of X5 in Test Example 1 is lower, indicating that this arrangement helps protect the control circuit from the heat generated by heater 106.

Пример испытания 2Test example 2

Пример испытания 2 имел конструкцию первой компоновки 108b из множества слоев теплоизоляции, показанных на фиг.3В. Множество слоев теплоизоляции 108b по окружности окружало нагреватель 106 и полость 110, содержащую бумажную трубку 300. Как обсуждалось выше в отношении фиг.2В, корпус 102 на полимерной основе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг.2, заменен алюминиевым корпусом для обеспечения слоя, распределяющего тепло.Test example 2 had a first arrangement 108b of multiple layers of thermal insulation shown in Fig. 3B. The multiple layers of thermal insulation 108b circumferentially surrounded the heater 106 and the cavity 110 containing the paper tube 300. As discussed above with respect to Fig. 2B, the polymer-based housing 102 of the aerosol generating device shown in Fig. 2 was replaced with an aluminum housing to provide a heat distributing layer.

В качестве контрольного образца был подготовлен дополнительный пример испытания, содержащий один слой теплоизоляции, эквивалентный второму теплоизоляционному слою 134 на фиг.ЗВ, то есть втулка, изготовленная из полиимидного пеноматериала Intek™ PFI-1120, поставляемого Trelleborg из Треллеборга, Швеция, и имеющий толщину 2,5 мм. Контрольный образец использовался со стандартным корпусом 102 на полимерной основе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг.2.An additional test specimen was prepared as a control sample, containing one insulation layer equivalent to the second insulation layer 134 in Fig. 3B, i.e., a sleeve made of Intek™ PFI-1120 polyimide foam supplied by Trelleborg of Trelleborg, Sweden, and having a thickness of 2.5 mm. The control sample was used with the standard polymer-based housing 102 of the aerosol generating device shown in Fig. 2.

Как видно на фиг.4 В, термопары были прикреплены в следующих точках:As can be seen in Fig.4B, the thermocouples were attached at the following points:

точка Y1 на внешней стороне бумажной трубки в том месте, где она расположена внутри нагревателя 106.point Y1 on the outside of the paper tube where it is located inside the heater 106.

Точка Y2, расположенная снаружи корпуса 102 в точке, перекрывающей среднюю точку нагревателя 106.Point Y2 located outside the housing 102 at a point overlapping the midpoint of the heater 106.

Точка Y3, в точке, где электрические выводы от нагревателя 106 соединены со схемой 105 управления.Point Y3, at the point where the electrical terminals from the heater 106 are connected to the control circuit 105.

Результаты испытания в примере испытания 2 приведены в таблице 3 ниже.The test results in Test Example 2 are shown in Table 3 below.

Результаты показывают, что многослойная изоляция примера испытания 2 обладает улучшенными характеристиками теплоизоляции по сравнению с однослойной изоляцией контрольного образца. Как видно из измерения температуры Y2 температура снаружи корпуса для примера испытания 2 значительно ниже, чем для контрольного образца. Измерение температуры Y2 для примера испытания 2 значительно ниже 50 градусов Цельсия, что является комфортной пороговой температурой. Измерение температуры Y2 также показывает, что использование материала корпуса с высокой теплопроводностью (то есть более 200 Вт/м⋅К) может обеспечить эффективное распределение тепла.The results show that the multilayer insulation of Test Example 2 has improved thermal insulation performance compared to the single-layer insulation of the control sample. As can be seen from the Y2 temperature measurement, the temperature outside the enclosure for Test Example 2 is significantly lower than for the control sample. The Y2 temperature measurement for Test Example 2 is significantly below 50 degrees Celsius, which is a comfortable threshold temperature. The Y2 temperature measurement also demonstrates that using an enclosure material with high thermal conductivity (i.e., greater than 200 W/m⋅K) can ensure efficient heat distribution.

Пример испытания 3Test Example 3

Также был подготовлен третий пример испытания. Пример испытания 3 имел ту же конструкцию для множества слоев теплоизоляции, что и пример испытания 1, то есть первую компоновку 108а множества слоев теплоизоляции, показанных на фиг.3А. Однако, в примере испытания 3, корпус 102 на полимерной основе устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг.2, заменен медным трубчатым корпусом диаметром 15 мм для обеспечения дополнительного слоя, распределяющего тепло, к слою 122, распределяющему тепло, из листового пиролитического графита, показанному на фиг.3А. Для измерения температуры использовалась компоновка термопары, показанная на фиг.4В.A third test example was also prepared. Test example 3 had the same design for the plurality of thermal insulation layers as test example 1, that is, the first arrangement 108a of the plurality of thermal insulation layers shown in Fig. 3A. However, in test example 3, the polymer-based housing 102 of the aerosol generating device shown in Fig. 2 was replaced with a copper tubular housing with a diameter of 15 mm to provide an additional heat distributing layer to the heat distributing layer 122 of sheet pyrolytic graphite shown in Fig. 3A. The thermocouple arrangement shown in Fig. 4B was used to measure the temperature.

Результаты испытания в примере испытания 3 приведены в таблице 4 ниже.The test results in Test Example 3 are shown in Table 4 below.

Как видно из таблицы 4, температура снаружи корпуса (измерение температуры Y2) в примере испытания 3 на 7 градусов Цельсия ниже, чем эквивалентная температура (измерение температуры Х2) в примере испытания 1. Таким образом, это показывает, что использование материала корпуса с высокой теплопроводностью (то есть более 200 Вт/м⋅К) может дополнительно улучшить характеристики распределения тепла устройства, генерирующего аэрозоль.As can be seen from Table 4, the temperature outside the housing (measurement temperature Y2) in Test Example 3 is 7 degrees Celsius lower than the equivalent temperature (measurement temperature X2) in Test Example 1. Thus, it shows that using a housing material with high thermal conductivity (i.e., more than 200 W/m⋅K) can further improve the heat distribution performance of the aerosol generating device.

Claims

1. An aerosol generating device comprising:

an outer casing containing a heat distributing layer;

a heater for heating the aerosol-forming substrate; and

a plurality of thermal insulation layers located around at least a portion of the heater, wherein the plurality of thermal insulation layers comprise:

first thermal insulation layer;

second thermal insulation layer;

a radiation reflective layer, wherein the radiation reflective layer is located between the first and second thermal insulation layers; and

the mentioned heat distributing layer.

2. An aerosol generating device according to claim 1, wherein the heat distributing layer is formed from a material having a thermal conductivity of at least 200 W/m⋅K.

3. An aerosol generating device according to claim 1 or 2, wherein the heat distributing layer is anisotropic such that the thermal conductivity in directions substantially parallel to the heat distributing layer is higher than the thermal conductivity in a direction substantially perpendicular to the heat distributing layer.

4. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the heat distributing layer comprises graphite.

5. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the total thickness of the plurality of thermal insulation layers in the aerosol generating device is less than 2 mm.

6. An aerosol generating device according to any of the preceding claims, further comprising a cavity for receiving the aerosol generating article.

7. An aerosol generating device according to claim 6, wherein the cavity comprises a heater.

8. An aerosol generating device according to claim 6 or 7, wherein a plurality of layers of thermal insulation are further arranged across the distal end of the cavity.

9. An aerosol generating device according to any one of claims 6 to 8, wherein a plurality of layers of thermal insulation surround substantially the entire cavity.

10. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, further comprising a power source and a control circuit configured to control the supply of power to the heater, wherein at least a portion of the plurality of layers of thermal insulation are located between the heater and the control circuit.

11. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, wherein the heater is a tubular heater comprising an internal space configured to accommodate an aerosol generating article.

12. The aerosol generating device of claim 11, wherein the tubular heater comprises a tubular substrate having a heating element located on or in the tubular substrate.

13. The aerosol generating device of claim 12, wherein the heating element is located on the outer surface of the tubular substrate.

14. An aerosol generating device according to any one of the preceding claims, further comprising a barrier for separating one or more of the plurality of thermal insulation layers from the air flow channel for delivering the aerosol to the user.

15. An aerosol generating system comprising:

an aerosol generating device according to any one of paragraphs 1-14; and

an aerosol-generating article containing an aerosol-forming substrate.