RU2827722C1 - Heater for aerosol-forming substrate comprising ptc thermistor - Google Patents
Heater for aerosol-forming substrate comprising ptc thermistor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2827722C1 RU2827722C1 RU2022119567A RU2022119567A RU2827722C1 RU 2827722 C1 RU2827722 C1 RU 2827722C1 RU 2022119567 A RU2022119567 A RU 2022119567A RU 2022119567 A RU2022119567 A RU 2022119567A RU 2827722 C1 RU2827722 C1 RU 2827722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aerosol
- ptc thermistor
- temperature
- ptc
- forming substrate
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 181
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 94
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 194
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 39
- 239000003570 air Substances 0.000 description 23
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 21
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 14
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 9
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 6
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 6
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 4
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 3
- NOOLISFMXDJSKH-UTLUCORTSA-N (+)-Neomenthol Chemical compound CC(C)[C@@H]1CC[C@@H](C)C[C@@H]1O NOOLISFMXDJSKH-UTLUCORTSA-N 0.000 description 2
- NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N DL-menthol Natural products CC(C)C1CCC(C)CC1O NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N dimethyl tetradecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZDJFDFNNEAPGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 229940041616 menthol Drugs 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N dimethyl dodecanedioate Chemical compound COC(=O)CCCCCCCCCCC(=O)OC IZMOTZDBVPMOFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нагревателям для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, и к устройствам, генерирующим аэрозоль, и системам, генерирующим аэрозоль, содержащим такие нагреватели.The present invention relates to heaters for heating an aerosol-forming substrate and to aerosol-generating devices and aerosol-generating systems containing such heaters.
Из уровня техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как субстрат, содержащий табак, нагревают, а не сжигают. Назначением таких нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, является уменьшение потенциально вредных побочных продуктов, образуемых в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах.Aerosol generating articles are known in the art in which an aerosol forming substrate, such as a tobacco containing substrate, is heated rather than burned. The purpose of such heated aerosol generating articles is to reduce potentially harmful by-products formed as a result of combustion and pyrolytic degradation of tobacco in conventional cigarettes.
В нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, вдыхаемый аэрозоль обычно генерируется в результате передачи тепла от нагревателя к субстрату, образующему аэрозоль. Во время нагрева летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, и захватываются воздухом. Например, летучие соединения могут захватываться воздухом, втягиваемым через изделие, генерирующее аэрозоль, над ним, вокруг него или иным образом вблизи него. По мере охлаждения высвобождаемых летучих соединений они конденсируются с образованием аэрозоля. Аэрозоль может вдыхаться пользователем. Аэрозоль может содержать ароматические вещества, ароматизаторы, никотин и другие желаемые элементы.In heated aerosol-generating articles, an inhalable aerosol is typically generated by heat transfer from a heater to an aerosol-generating substrate. During heating, volatile compounds are released from the aerosol-generating substrate and are entrained in air. For example, volatile compounds may be entrained in air drawn through, above, around, or otherwise in the vicinity of the aerosol-generating article. As the released volatile compounds cool, they condense to form an aerosol. The aerosol may be inhaled by the user. The aerosol may contain aromatics, flavors, nicotine, and other desirable elements.
Нагревательный элемент может содержаться в устройстве, генерирующем аэрозоль. Комбинация изделия, генерирующего аэрозоль, и устройства, генерирующего аэрозоль, может образовывать систему, генерирующую аэрозоль.The heating element may be contained in an aerosol generating device. The combination of the aerosol generating article and the aerosol generating device may form an aerosol generating system.
Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагревательный элемент, который может быть вставлен в субстрат, образующий аэрозоль, или расположен вокруг него, когда изделие размещено в устройстве, генерирующем аэрозоль. Однако может быть трудно регулировать температуру резистивного нагревательного элемента, чтобы обеспечить желаемый профиль нагрева, поскольку резистивные нагревательные элементы могут проявлять медленную тепловую реакцию. Также может быть трудно избежать потенциального перегрева без предоставления дополнительных элементов.The heating element may be a resistive heating element that may be inserted into or positioned around the aerosol-forming substrate when the article is placed in the aerosol-generating device. However, it may be difficult to regulate the temperature of the resistive heating element to provide the desired heating profile, as resistive heating elements may exhibit a slow thermal response. It may also be difficult to avoid potential overheating without providing additional elements.
Было бы желательно предоставить нагреватель, в котором можно эффективным образом управлять рабочей температурой нагревателя. Было бы также желательно предоставить нагреватель, в котором рабочая температура нагревателя ограничена конфигурацией нагревателя.It would be desirable to provide a heater in which the operating temperature of the heater can be effectively controlled. It would also be desirable to provide a heater in which the operating temperature of the heater is limited by the configuration of the heater.
Предлагается нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Нагреватель может содержать нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать по меньшей мере один терморезистор с положительным температурным коэффициентом (PTC). Сопротивление по меньшей мере одного терморезистора РТС может увеличиваться, когда температура по меньшей мере одного терморезистора PTC увеличивается в пределах стабилизированного диапазона температур. Нижний предел стабилизированного диапазона температур может быть контрольной температурой, при которой сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC в два раза превышает значение минимального сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC.A heater for heating an aerosol-forming substrate is proposed. The heater may comprise a heating element configured to heat the aerosol-forming substrate. The heating element may comprise at least one positive temperature coefficient (PTC) thermistor. The resistance of at least one PTC thermistor may increase when the temperature of at least one PTC thermistor increases within a stabilized temperature range. The lower limit of the stabilized temperature range may be a control temperature at which the resistance of at least one PTC thermistor is twice the minimum resistance value of at least one PTC thermistor.
В изобретении предлагается нагреватель для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, причем нагреватель содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит по меньшей мере один терморезистор PTC, так что сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC увеличивается, когда температура по меньшей мере одного терморезистора PTC увеличивается в пределах стабилизированного диапазона температур, причем нижний предел стабилизированного диапазона температур представляет собой контрольную температуру, при которой сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC в два раза превышает значение минимального сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC.The invention proposes a heater for heating an aerosol-forming substrate, wherein the heater comprises a heating element configured to heat the aerosol-forming substrate, wherein the heating element comprises at least one PTC thermistor, such that the resistance of at least one PTC thermistor increases when the temperature of at least one PTC thermistor increases within a stabilized temperature range, wherein the lower limit of the stabilized temperature range is a control temperature at which the resistance of at least one PTC thermistor is twice the value of the minimum resistance of at least one PTC thermistor.
Нагревательный элемент может содержать по меньшей мере один терморезистор PTC. По меньшей мере один терморезистор PTC представляет собой термочувствительный резистор, который может нагреваться при подаче электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC. Когда нагревается по меньшей мере один терморезистор PTC, температура и сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC могут изменяться в соответствии с функцией, которая связывает оба параметра. По меньшей мере один терморезистор PTC может иметь хорошую тепловую реакцию, когда температура изменяется в соответствии с такой функцией. Поэтому можно эффективным образом управлять рабочей температурой по меньшей мере одного терморезистора PTC. В частности, по меньшей мере один терморезистор PTC может быть нагрет до температуры, которая соответствует минимальному сопротивлению по меньшей мере одного терморезистора PTC.The heating element may comprise at least one PTC thermistor. At least one PTC thermistor is a temperature-sensitive resistor that can be heated when an electric current is applied to at least one PTC thermistor. When at least one PTC thermistor is heated, the temperature and resistance of at least one PTC thermistor may change in accordance with a function that links both parameters. At least one PTC thermistor may have a good thermal response when the temperature changes in accordance with such a function. Therefore, it is possible to effectively control the operating temperature of at least one PTC thermistor. In particular, at least one PTC thermistor may be heated to a temperature that corresponds to the minimum resistance of at least one PTC thermistor.
Аналогичным образом по меньшей мере один терморезистор PTC может быть нагрет до температуры, которая соответствует удвоенному минимальному сопротивлению по меньшей мере одного терморезистора PTC. Если по меньшей мере один терморезистор PTC нагревается до температуры, превышающей температуру, соответствующую удвоенному минимальному сопротивлению по меньшей мере одного терморезистора PTC, сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC увеличивается, когда температура по меньшей мере одного терморезистора PTC увеличивается в пределах стабилизированного диапазона температур. Поэтому стабилизированный диапазон температур ограничен нижним пределом, соответствующим температуре, при которой сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC в два раза превышает значение минимального сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC. Этот нижний предел стабилизированного диапазона температур обычно называют контрольной температурой по меньшей мере одного терморезистора PTC. В пределах стабилизированного диапазона температур увеличение сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC при повышении температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC обычно является достаточно резким, чтобы обеспечить очень медленное изменение температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC. Следует отметить, что в контексте данного документа «стабилизированный диапазон температур» следует толковать как диапазон температур терморезистора PTC, в котором температура не обязательно является постоянной, даже если изменение температуры терморезистора PTC может быть незначительным по отношению к изменению сопротивления терморезистора PTC.In a similar manner, at least one PTC thermistor can be heated to a temperature corresponding to twice the minimum resistance of at least one PTC thermistor. If at least one PTC thermistor is heated to a temperature exceeding the temperature corresponding to twice the minimum resistance of at least one PTC thermistor, the resistance of at least one PTC thermistor increases when the temperature of at least one PTC thermistor increases within a stabilized temperature range. Therefore, the stabilized temperature range is limited by a lower limit corresponding to the temperature at which the resistance of at least one PTC thermistor is twice the minimum resistance value of at least one PTC thermistor. This lower limit of the stabilized temperature range is usually called the reference temperature of at least one PTC thermistor. Within the stabilized temperature range, the increase in the resistance of the at least one PTC thermistor with an increase in the temperature of the at least one PTC thermistor is typically sharp enough to ensure a very slow change in the temperature of the at least one PTC thermistor. It should be noted that in the context of this document, "stabilized temperature range" should be interpreted as a temperature range of the PTC thermistor in which the temperature is not necessarily constant, even if the change in temperature of the PTC thermistor may be insignificant in relation to the change in resistance of the PTC thermistor.
Следовательно, по меньшей мере один терморезистор PTC может стабилизироваться при по существу контрольной температуре (или при температуре, немного превышающей контрольную температуру) в пределах стабилизированного диапазона температур в течение периодов времени, которые могут превышать нормальное время работы устройства, генерирующего аэрозоль, содержащего нагреватель по настоящему изобретению. Это обеспечивает более последовательный профиль нагрева субстрата, образующего аэрозоль, при котором максимальную температуру нагревательного элемента в течение времени работы можно определять и управлять ею путем предоставления соответствующего терморезистора PTC.Therefore, at least one PTC thermistor can be stabilized at substantially a control temperature (or at a temperature slightly higher than the control temperature) within a stabilized temperature range for periods of time that may exceed the normal operating time of the aerosol generating device comprising the heater of the present invention. This provides a more consistent heating profile of the aerosol forming substrate, in which the maximum temperature of the heating element during the operating time can be determined and controlled by providing an appropriate PTC thermistor.
Контрольная температура может по существу соответствовать температуре Кюри для диэлектрических терморезисторов PTC, таких как полупроводниковая керамика. Температура Кюри обычно определяется как пороговая температура, выше которой определенные материалы переходят из ферроэлектричества в параэлектричество.The reference temperature can essentially correspond to the Curie temperature for dielectric PTC thermistors such as semiconductor ceramics. The Curie temperature is usually defined as the threshold temperature above which certain materials transition from ferroelectricity to paraelectricity.
Нагревательный элемент, содержащий по меньшей мере один терморезистор PTC, может быть менее подвержен перегреву, поскольку температура по меньшей мере одного терморезистора PTC не может значительно превышать контрольную температуру. Нагреватель может не нуждаться в дополнительных специальных элементах для уменьшения потенциально вредного воздействия температур выше заданного температурного порога за счет предоставления терморезистора PTC с контрольными температурами ниже такого порога.A heating element comprising at least one PTC thermistor may be less susceptible to overheating because the temperature of the at least one PTC thermistor may not significantly exceed a control temperature. The heater may not require additional special elements to reduce the potentially harmful effects of temperatures above a given temperature threshold by providing a PTC thermistor with control temperatures below such threshold.
Нагреватель может не нуждаться в специальном элементе, таком как датчик, для измерения и регулирования температуры нагревательного элемента, поскольку контрольная температура может быть внутренним свойством по меньшей мере одного терморезистора PTC. Следовательно, даже без таких специальных элементов нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью работы при максимальных температурах, которые существенно не превышают контрольную температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC.The heater may not require a special element, such as a sensor, to measure and regulate the temperature of the heating element, since the control temperature may be an internal property of at least one PTC thermistor. Therefore, even without such special elements, the heating element can be designed to operate at maximum temperatures that do not significantly exceed the control temperature of at least one PTC thermistor.
Нагреватель может содержать внешний нагревательный элемент, при этом по меньшей мере один терморезистор PTC содержится во внешнем нагревательном элементе. В контексте данного документа термин «внешний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, приспособленному для нагрева внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль. Внешний нагревательный элемент может по меньшей мере частично окружать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль.The heater may comprise an external heating element, wherein at least one PTC thermistor is comprised in the external heating element. In the context of this document, the term "external heating element" refers to a heating element adapted to heat the outer surface of the aerosol-forming substrate. The external heating element may at least partially surround a cavity for accommodating the aerosol-forming substrate.
Нагреватель может содержать внутренний нагревательный элемент, при этом по меньшей мере один терморезистор PTC содержится во внутреннем нагревательном элементе. В контексте данного документа термин «внутренний нагревательный элемент» относится к нагревательному элементу, приспособленному для вставки в субстрат, образующий аэрозоль. Внутренний нагревательный элемент может быть выполнен в форме лезвия, штыря или конуса. Внутренний нагревательный элемент может проходить в полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль.The heater may comprise an internal heating element, wherein at least one PTC thermistor is comprised in the internal heating element. In the context of this document, the term "internal heating element" refers to a heating element adapted for insertion into an aerosol-forming substrate. The internal heating element may be in the form of a blade, a pin, or a cone. The internal heating element may extend into a cavity for accommodating an aerosol-forming substrate.
В некоторых вариантах осуществления нагреватель содержит внутренний нагревательный элемент и внешний нагревательный элемент.In some embodiments, the heater comprises an internal heating element and an external heating element.
Нагреватель выполнен с возможностью нагрева субстрата, образующего аэрозоль.The heater is designed to heat the substrate that forms the aerosol.
В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться посредством нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, обычно является частью изделия, генерирующего аэрозоль.In the context of this document, the term "aerosol-forming substrate" means a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds can be released by heating the aerosol-forming substrate. The aerosol-forming substrate is typically part of an aerosol-generating article.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Никотиносодержащий субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой матрицу из никотиновой соли.The aerosol-forming substrate may contain nicotine. The nicotine-containing aerosol-forming substrate may be a nicotine salt matrix.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой жидкость. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать твердые компоненты и жидкие компоненты. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердое тело.The aerosol-forming substrate may be a liquid. The aerosol-forming substrate may contain solid components and liquid components. Preferably, the aerosol-forming substrate is a solid.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, содержащий табак, который содержит летучие вкусоароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Гомогенизированный табачный материал может быть образован посредством агломерации табака в виде частиц. В особенно предпочтительном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала. В контексте настоящего документа термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий множество по существу параллельных складок или гофров.The aerosol-forming substrate may comprise a material of plant origin. The aerosol-forming substrate may comprise tobacco. The aerosol-forming substrate may comprise a material comprising tobacco, which comprises volatile tobacco flavour compounds that are released from the aerosol-forming substrate upon heating. The aerosol-forming substrate may comprise a non-tobacco material. The aerosol-forming substrate may comprise a homogenised material of plant origin. The aerosol-forming substrate may comprise a homogenised tobacco material. The homogenised tobacco material may be formed by agglomerating tobacco in the form of particles. In a particularly preferred embodiment, the aerosol-forming substrate comprises an assembled corrugated sheet of homogenised tobacco material. In the context of the present document, the term "corrugated sheet" denotes a sheet having a plurality of substantially parallel folds or corrugations.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля и которые являются по существу устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерола; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Предпочтительные вещества для образования аэрозоля могут включать многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол. Предпочтительно вещество для образования аэрозоля представляет собой глицерин. При наличии гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля, равное или превышающее приблизительно 5 процентов по весу в пересчете на сухой вес, например от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.The aerosol forming substrate may comprise at least one aerosol forming agent. The aerosol forming agent is any suitable known compound or mixture of compounds that, when used, promote the formation of a dense and stable aerosol and that are substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the system. Suitable aerosol forming agents are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol; esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. Preferred aerosol forming agents may include polyhydric alcohols or mixtures thereof, such as triethylene glycol, 1,3-butanediol. Preferably, the aerosol forming agent is glycerol. If present, the homogenized tobacco material may have an aerosol forming substance content equal to or greater than about 5 percent by weight on a dry weight basis, such as from about 5 percent to about 30 percent by weight on a dry weight basis. The aerosol forming substrate may contain other additives and ingredients such as flavorings.
Контрольная температура по меньшей мере одного терморезистора PTC может составлять от приблизительно 100 градусов по Цельсию до приблизительно 350 градусов по Цельсию, когда на по меньшей мере один терморезистор PTC подается постоянное напряжение 3,3 вольт.The control temperature of the at least one PTC thermistor may be from about 100 degrees Celsius to about 350 degrees Celsius when a DC voltage of 3.3 volts is applied to the at least one PTC thermistor.
Этот диапазон контрольных температур может быть полезным для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в достаточной степени для высвобождения определенных веществ, которые могут содержаться в субстрате, образующем аэрозоль, таких как никотин или обработанные табачные листья.This range of control temperatures may be useful for heating the aerosol-forming substrate sufficiently to release certain substances that may be contained in the aerosol-forming substrate, such as nicotine or processed tobacco leaves.
Более предпочтительно контрольная температура по меньшей мере одного терморезистора PTC может составлять от приблизительно 200 градусов по Цельсию до приблизительно 250 градусов по Цельсию.More preferably, the control temperature of at least one PTC thermistor may be from about 200 degrees Celsius to about 250 degrees Celsius.
Этот диапазон контрольных температур может быть достаточным для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в достаточной степени для высвобождения определенных веществ, которые могут содержаться в субстрате, образующем аэрозоль, таких как никотинсодержащие жидкости для электронных сигарет и гелеобразные субстанции.This range of control temperatures may be sufficient to heat the aerosol-forming substrate sufficiently to release certain substances that may be contained in the aerosol-forming substrate, such as nicotine-containing e-liquids and gel substances.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью вставки в субстрат, образующий аэрозоль.The heating element may be configured to be inserted into an aerosol-forming substrate.
Другими словами, нагревательный элемент может быть внутренним нагревательным элементом. Внутренний нагревательный элемент может прокалывать субстрат, образующий аэрозоль. Внутренний нагревательный элемент также может быть размещен во внутренней полости субстрата, образующего аэрозоль. Нагреватель может содержать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, когда внутренний нагревательный элемент вставлен в субстрат, образующий аэрозоль. Когда электрический ток подается на внутренний нагревательный элемент, температура внутреннего нагревательного элемента повышается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC, содержащегося во внутреннем нагревательном элементе. Если подача электрического тока поддерживается после этого момента, температура внутреннего нагревательного элемента стабилизируется при температуре, которая по существу соответствует контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC, содержащегося во внутреннем нагревательном элементе. Таким образом, внутренний нагревательный элемент может быть использован для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, при по существу контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC. Контрольная температура может быть настроена таким образом, чтобы оптимизировать высвобождение летучих соединений из субстрата.In other words, the heating element may be an internal heating element. The internal heating element may pierce the aerosol-forming substrate. The internal heating element may also be located in the internal cavity of the aerosol-forming substrate. The heater may comprise a cavity for accommodating the aerosol-forming substrate when the internal heating element is inserted into the aerosol-forming substrate. When an electric current is supplied to the internal heating element, the temperature of the internal heating element increases until it reaches the control temperature of at least one PTC thermistor contained in the internal heating element. If the supply of electric current is maintained after this point, the temperature of the internal heating element stabilizes at a temperature that substantially corresponds to the control temperature of at least one PTC thermistor contained in the internal heating element. Thus, the internal heating element may be used to heat the aerosol-forming substrate at substantially the control temperature of at least one PTC thermistor. The control temperature can be adjusted to optimize the release of volatile compounds from the substrate.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева внешней поверхности субстрата, образующего аэрозоль.The heating element may be configured to heat the outer surface of the aerosol-forming substrate.
Другими словами, нагревательный элемент может быть внешним нагревательным элементом. Внешний нагревательный элемент может содержать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Полость может содержать внутреннюю стенку, выполненную с возможностью нахождения в тепловом контакте с внешней поверхностью субстрата, образующего аэрозоль. Когда электрический ток подается на внешний нагревательный элемент, температура внешнего нагревательного элемента повышается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC, содержащегося во внешнем нагревательном элементе. Если подача электрического тока поддерживается после этого момента, температура внешнего нагревательного элемента стабилизируется при температуре, которая по существу соответствует контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC, содержащегося во внешнем нагревательном элементе. Таким образом, внешний нагревательный элемент может быть использован для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, при по существу контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC. Контрольная температура может быть настроена таким образом, чтобы оптимизировать высвобождение летучих соединений из субстрата.In other words, the heating element may be an external heating element. The external heating element may comprise a cavity for accommodating the aerosol-forming substrate. The cavity may comprise an internal wall configured to be in thermal contact with the outer surface of the aerosol-forming substrate. When an electric current is supplied to the external heating element, the temperature of the external heating element increases until it reaches the control temperature of at least one PTC thermistor contained in the external heating element. If the supply of the electric current is maintained after this point, the temperature of the external heating element stabilizes at a temperature that substantially corresponds to the control temperature of at least one PTC thermistor contained in the external heating element. Thus, the external heating element may be used to heat the aerosol-forming substrate at substantially the control temperature of the at least one PTC thermistor. The control temperature may be adjusted in such a way as to optimize the release of volatile compounds from the substrate.
Нагреватель может содержать корпус нагревателя, при этом корпус нагревателя содержит краевую часть, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой и краевой внешней стенкой, и нижнюю часть, проходящую в продольном направлении между нижней внутренней стенкой и нижней внешней стенкой; полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходящую в продольном направлении между открытым концом и нижней внутренней стенкой, причем полость ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой.The heater may comprise a heater body, wherein the heater body comprises an edge portion extending in the transverse direction between the edge inner wall and the edge outer wall, and a lower portion extending in the longitudinal direction between the lower inner wall and the lower outer wall; a cavity for accommodating an aerosol-forming substrate, extending in the longitudinal direction between the open end and the lower inner wall, wherein the cavity is limited in the transverse direction by the edge inner wall.
Краевая внутренняя стенка и нижняя внутренняя стенка могут иметь соответствующие размеры и форму для образования полости для размещения субстрата, образующего аэрозоль, таким образом, чтобы можно было оптимизировать передачу тепла от нагревательного элемента к субстрату, образующему аэрозоль.The edge inner wall and the lower inner wall may have appropriate dimensions and shape to form a cavity for accommodating the aerosol-forming substrate in such a way that heat transfer from the heating element to the aerosol-forming substrate can be optimized.
По меньшей мере один терморезистор PTC может представлять собой диск PTC, расположенный внутри нижней части.At least one PTC thermistor may be a PTC disk located inside the lower portion.
Это может позволить обеспечить нагреватель, который прост в изготовлении и сборке, обеспечивая при этом удовлетворительный профиль нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат размещен в полости корпуса нагревателя. В этом варианте осуществления температура краевой внутренней стенки может незначительно отличаться от температуры диска PTC. Следовательно, может быть достигнута соответствующая передача тепла между диском PTC и субстратом, образующим аэрозоль.This can make it possible to provide a heater that is easy to manufacture and assemble, while providing a satisfactory heating profile for the aerosol-forming substrate when the substrate is placed in the cavity of the heater housing. In this embodiment, the temperature of the edge inner wall may differ slightly from the temperature of the PTC disk. Therefore, appropriate heat transfer between the PTC disk and the aerosol-forming substrate can be achieved.
По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать трубку PTC, расположенную внутри краевой части, чтобы окружать краевую внутреннюю стенку.At least one PTC thermistor may comprise a PTC tube located inside the edge portion to surround the edge inner wall.
В этом устройстве температура краевой внутренней стенки может быть по существу такой же, как и температура трубки PTC. Это может привести к улучшенной передаче тепла между трубкой PTC и субстратом, образующим аэрозоль.In this device, the temperature of the inner edge wall can be substantially the same as the temperature of the PTC tube. This can lead to improved heat transfer between the PTC tube and the aerosol-forming substrate.
Краевая внешняя стенка может содержать по меньшей мере три плоские секции, по меньшей мере один терморезистор PTC, содержащий по меньшей мере одну пластину PTC, расположенную по меньшей мере на одном из по меньшей мере трех плоских секций.The outer edge wall may comprise at least three flat sections, at least one PTC thermistor comprising at least one PTC plate located on at least one of the at least three flat sections.
Наличие по меньшей мере трех плоских секций на краевой внешней стенке может быть предпочтительным в том смысле, что по меньшей мере одна пластина PTC, которая может быть проста в изготовлении, может быть расположена на плоской поверхности одной или более из по меньшей мере трех плоских секций. Такое расположение может привести к оптимизированной передаче тепла от по меньшей мере одной пластины PTC к субстрату, образующему аэрозоль, когда субстрат размещен в полости корпуса нагревателя. Пластины PTC являются плоскими.The presence of at least three flat sections on the outer edge wall may be advantageous in the sense that at least one PTC plate, which may be easy to manufacture, may be located on a flat surface of one or more of the at least three flat sections. Such an arrangement may result in optimized heat transfer from the at least one PTC plate to the aerosol-forming substrate when the substrate is placed in the cavity of the heater housing. The PTC plates are flat.
Краевая внешняя стенка может образовывать в соответствии с поперечным сечением правильный или неправильный многоугольник. В одном примере многоугольник представляет собой один из треугольника, прямоугольника, квадрата, пятиугольника и шестиугольника.The outer edge wall may form a regular or irregular polygon according to the cross-section. In one example, the polygon is one of a triangle, rectangle, square, pentagon, and hexagon.
По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать по меньшей мере три пластины PTC, так что каждая из по меньшей мере трех пластин PTC расположена на другой плоской секции, при этом количество пластин PTC равно количеству плоских секций.At least one PTC thermistor may comprise at least three PTC plates, such that each of the at least three PTC plates is located on a different flat section, wherein the number of PTC plates is equal to the number of flat sections.
В этом варианте осуществления на каждой плоской секции расположена пластина PTC. Это может способствовать улучшению передачи тепла от пластин PTC к субстрату, образующему аэрозоль, когда субстрат размещен в полости корпуса нагревателя.In this embodiment, a PTC plate is located on each flat section. This can help improve the heat transfer from the PTC plates to the aerosol-forming substrate when the substrate is placed in the cavity of the heater body.
По меньшей мере две из по меньшей мере трех пластин PTC могут иметь разную контрольную температуру.At least two of the at least three PTC plates may have different control temperatures.
Это может быть полезным для нагрева разных секций субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат размещен в полости корпуса нагревателя, до разных температур. Это может быть использовано для обеспечения последовательного нагрева разных секций субстрата, образующего аэрозоль, что может способствовать уменьшению массы испаряемого аэрозоля, который может возникнуть из-за истощения субстрата при контакте с корпусом нагревателя.This can be useful for heating different sections of the aerosol-forming substrate to different temperatures when the substrate is placed in the cavity of the heater housing. This can be used to ensure that different sections of the aerosol-forming substrate are heated sequentially, which can help reduce the mass of evaporated aerosol that can occur due to substrate depletion upon contact with the heater housing.
По меньшей мере три пластины PTC могут быть электрически соединены параллельно друг другу.At least three PTC plates can be electrically connected in parallel to each other.
Это может снизить общее электрическое сопротивление нагревателя, тем самым увеличивая рассеяние мощности при использовании батарей небольшого размера, таких как батареи с напряжением от 3,0 вольт до 6,0 вольт.This can reduce the overall electrical resistance of the heater, thereby increasing power dissipation when using small batteries such as 3.0 volt to 6.0 volt batteries.
Краевая внешняя стенка может содержать шесть плоских секций.The outer edge wall may contain six flat sections.
Было обнаружено, что устройство с шестью плоскими секциями может привести к компромиссу между оптимальной передачей тепла между пластинами PTC к субстрату, образующему аэрозоль, когда субстрат размещен в полости корпуса нагревателя, и простотой изготовления плоских секций.It was found that a six-flat section arrangement could result in a compromise between optimal heat transfer between the PTC plates to the aerosol-forming substrate when the substrate is placed in the heater body cavity and the ease of fabrication of the flat sections.
Корпус нагревателя может содержать электропроводящий материал, такой как электропроводящий металл, при этом корпус нагревателя образует первый электрод, находящийся в электрическом контакте с по меньшей мере одной пластиной PTC. Нагреватель может дополнительно содержать по меньшей мере один внешний электрический контакт, содержащий электропроводящий материал, такой как электропроводящий металл, и образующий второй электрод, находящийся в электрическом контакте с по меньшей мере одной пластиной PTC.The heater body may comprise an electrically conductive material, such as an electrically conductive metal, wherein the heater body forms a first electrode in electrical contact with at least one PTC plate. The heater may further comprise at least one external electrical contact comprising an electrically conductive material, such as an electrically conductive metal, and forming a second electrode in electrical contact with at least one PTC plate.
При использовании корпуса нагревателя в качестве первого электрода по меньшей мере для одной пластины PTC подача электрического тока может быть интегрирована в нагреватель более компактным образом. Электропроводящий материал, содержащийся в корпусе, может быть металлом, например алюминием.By using the heater housing as the first electrode for at least one PTC plate, the supply of electric current can be integrated into the heater in a more compact manner. The electrically conductive material contained in the housing can be a metal, such as aluminum.
Аналогичным образом по меньшей мере один внешний электрический контакт является предпочтительным в том смысле, что он может обеспечивать простое в сборке устройство для подачи электрического тока.Likewise, at least one external electrical contact is preferred in that it can provide an easy-to-assemble device for supplying electrical current.
В варианте осуществления, в котором терморезистор PTC содержит по меньшей мере три пластины PTC, так что каждая из по меньшей мере трех пластин PTC расположена на другой плоской секции, могут быть предусмотрены по меньшей мере три внешних электрических контакта, причем каждый внешний электрический контакт находится в электрическом контакте с другой пластиной PTC. Это устройство может обеспечить надлежащую подачу электрического тока по меньшей мере на три пластины PTC. В частности, в варианте осуществления, содержащем шесть пластин PTC и, следовательно, шесть внешних электрических контактов, может быть возможно достичь температуры, по существу равной контрольной температуре каждой пластины PTC за 30 секунд.In an embodiment in which the PTC thermistor comprises at least three PTC plates, so that each of the at least three PTC plates is located on a different flat section, at least three external electrical contacts can be provided, wherein each external electrical contact is in electrical contact with another PTC plate. This device can ensure a proper supply of electrical current to at least three PTC plates. In particular, in an embodiment comprising six PTC plates and, therefore, six external electrical contacts, it may be possible to reach a temperature substantially equal to the reference temperature of each PTC plate in 30 seconds.
В одном варианте осуществления по меньшей мере одна пластина PTC может иметь длину приблизительно 7 миллиметров. По меньшей мере одна пластина PTC может иметь ширину приблизительно 3,8 миллиметра. По меньшей мере одна пластина PTC может иметь толщину приблизительно 0,5 миллиметра.In one embodiment, at least one PTC plate may have a length of approximately 7 millimeters. At least one PTC plate may have a width of approximately 3.8 millimeters. At least one PTC plate may have a thickness of approximately 0.5 millimeters.
По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать керамический полупроводник, такой как титанат бария.At least one PTC thermistor may comprise a ceramic semiconductor, such as barium titanate.
Наличие соответствующего керамического полупроводника может позволить регулировать контрольную температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC. Когда по меньшей мере один терморезистор PTC изготовлен из керамического полупроводника, контрольная температура полупроводника PTC может по существу соответствовать температуре Кюри керамического полупроводника.The presence of a corresponding ceramic semiconductor may allow the control temperature of at least one PTC thermistor to be adjusted. When at least one PTC thermistor is made of a ceramic semiconductor, the control temperature of the PTC semiconductor may substantially correspond to the Curie temperature of the ceramic semiconductor.
По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать полимерный материал.At least one PTC thermistor may comprise a polymer material.
Наличие полимерного материала может быть предпочтительным в том смысле, что он может обеспечить упрощенную сборку по меньшей мере одного терморезистора PTC в нагревателе благодаря высокой гибкости, которой могут обладать некоторые полимерные материалы. Это также может привести к менее хрупким нагревателям. Это также может привести к получению нагревателей, имеющих меньшую тепловую массу, что может привести к меньшей тепловой латентности во время нагрева.The presence of a polymeric material may be advantageous in that it may allow for simplified assembly of at least one PTC thermistor in the heater due to the high flexibility that some polymeric materials may have. It may also result in less brittle heaters. It may also result in heaters having a lower thermal mass, which may result in lower thermal latency during heating.
Полимерный материал может содержать полиэтилен. Полимерный материал может содержать углеродные зерна, углеродные чернила или другие подходящие проводящие зерна. Углеродные зерна могут содержать углеродную сажу. Углеродные зерна могут содержать никелевый порошок.The polymer material may comprise polyethylene. The polymer material may comprise carbon grains, carbon ink, or other suitable conductive grains. The carbon grains may comprise carbon black. The carbon grains may comprise nickel powder.
Полимерный материал может содержать полимерную пленку.The polymer material may contain a polymer film.
Нагреватель может содержать многослойную подставку, которая может быть непосредственно прикреплена к полимерной пленке. Многослойная подставка может содержать металл, например медь.The heater may comprise a multilayer support that may be directly attached to the polymer film. The multilayer support may comprise a metal, such as copper.
По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать смесь титаната бария и элемента в виде щелочноземельного металла, такого как элемент в виде стронция или висмута. По меньшей мере один терморезистор PTC может содержать смесь титаната бария и титаната свинца. Эти смеси могут обеспечить дополнительную регулировку контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC.At least one PTC thermistor may comprise a mixture of barium titanate and an alkaline earth metal element, such as a strontium or bismuth element. At least one PTC thermistor may comprise a mixture of barium titanate and lead titanate. These mixtures may provide additional control of the control temperature of at least one PTC thermistor.
Дополнительные добавки могут быть добавлены по меньшей мере к одному терморезистору PTC, чтобы настроить контрольную температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC на желаемый уровень.Additional additives may be added to the at least one PTC thermistor to adjust the control temperature of the at least one PTC thermistor to a desired level.
В изобретении предусмотрено устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее любой из нагревателей, описанных выше. В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля.The invention provides an aerosol generating device comprising any of the heaters described above. As used herein, the term "aerosol generating device" refers to a device that interacts with an aerosol-forming substrate to generate an aerosol.
Поскольку устройство, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит нагреватель согласно предыдущим изобретениям, преимущества, указанные выше для нагревателей, также применяются к самому устройству.Since the aerosol generating device according to the present invention comprises a heater according to the previous inventions, the advantages stated above for heaters also apply to the device itself.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус устройства. Корпус устройства может по меньшей мере частично образовывать полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительно полость для размещения субстрата, образующего аэрозоль, находится на ближнем конце устройства.The aerosol generating device may comprise a device housing. The device housing may at least partially form a cavity for accommodating an aerosol forming substrate. Preferably, the cavity for accommodating an aerosol forming substrate is located at the proximal end of the device.
Корпус устройства может быть продолговатым. Предпочтительно корпус устройства имеет цилиндрическую форму. Корпус устройства может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно материал является легким и нехрупким.The device body may be elongated. Preferably, the device body has a cylindrical shape. The device body may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials include metals, alloys, plastics or composite materials containing one or more of such materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industry, such as polypropylene, polyetheretherketone (PEEK) and polyethylene. Preferably, the material is light and non-brittle.
Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с традиционной сигарой или сигаретой. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 150 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 30 миллиметров. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой устройство, удерживаемое в руке. Другими словами, устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь такие размер и форму, чтобы удерживаться в руке пользователя.Preferably, the aerosol generating device is portable. The aerosol generating device may be of a size comparable to a traditional cigar or cigarette. The aerosol generating device may have a total length of about 30 millimeters to about 150 millimeters. The aerosol generating device may have an outer diameter of about 5 millimeters to about 30 millimeters. The aerosol generating device may be a hand-held device. In other words, the aerosol generating device may be sized and shaped to be held in the hand of a user.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, выполненный с возможностью подачи электрического тока на нагревательный элемент.The aerosol generating device may comprise a power source configured to supply electric current to the heating element.
Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. В предпочтительных вариантах осуществления источник питания представляет собой батарею. Источник питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную или литий-полимерную батарею. Однако в некоторых вариантах осуществления источник питания может представлять собой другой тип устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может нуждаться в перезарядке и может иметь емкость, которая позволяет накапливать достаточное количество энергии для одной или более операций пользователем. Например, источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения непрерывного нагрева субстрата, образующего аэрозоль, в течение периода, равного приблизительно шести минутам, что соответствует обычному времени, необходимому для выкуривания обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может обладать достаточной емкостью для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций генератора аэрозоля. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности заданного количества использований устройства или отдельных активаций. В одном варианте осуществления источник питания представляет собой источник питания постоянного тока, имеющий напряжение питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 вольт до приблизительно 4,5 вольт и силу тока питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 1 ампер до приблизительно 10 ампер (что соответствует источнику питания постоянного тока в диапазоне от приблизительно 2,5 ватт до приблизительно 45 ватт).The power source may be a DC power source. In preferred embodiments, the power source is a battery. The power source 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. However, in some embodiments, the power source may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power source may need to be recharged and may have a capacity that allows storing a sufficient amount of energy for one or more operations by the user. For example, the power source may have sufficient capacity to ensure continuous heating of the aerosol-forming substrate for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time required to smoke a conventional cigarette, or for a period of multiples of six minutes. In another example, the power source may have sufficient capacity to ensure the possibility of performing a given number of puffs or individual activations of the aerosol generator. In another example, the power source may have a sufficient capacity to enable a given number of uses of the device or individual activations. In one embodiment, the power source is a DC power source having a DC power supply voltage in the range of about 2.5 volts to about 4.5 volts and a DC power supply current in the range of about 1 ampere to about 10 amperes (which corresponds to a DC power source in the range of about 2.5 watts to about 45 watts).
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер, соединенный с нагревательным элементом и источником питания. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления подачей питания на нагревательный элемент от источника питания. Контроллер может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер, или специализированную интегральную схему (ASIC), или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Контроллер может содержать дополнительные электронные компоненты. Контроллер может быть приспособлен для регулирования подачи тока на нагревательный элемент. Ток может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке.The aerosol generating device may comprise a controller connected to the heating element and a power source. The controller may be configured to control the power supply to the heating element from the power source. The controller may comprise a microprocessor, which may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application-specific integrated circuit (ASIC), or another electronic circuit capable of providing control. The controller may comprise additional electronic components. The controller may be adapted to regulate the current supply to the heating element. The current may be supplied to the heating element continuously after activation of the aerosol generating device, or may be supplied intermittently, for example from puff to puff.
Контроллер преимущественно может содержать преобразователь постоянного тока в переменный, который может содержать усилитель мощности класса D или класса E.The controller may advantageously comprise a DC to AC converter, which may comprise a class D or class E power amplifier.
В некоторых вариантах осуществления корпус устройства содержит мундштук. Мундштук может содержать по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха и по меньшей мере одно выпускное отверстие для воздуха. Мундштук может содержать более одного впускного отверстия для воздуха. Одно или более впускных отверстий для воздуха могут снижать температуру аэрозоля перед его доставкой пользователю и могут снижать концентрацию аэрозоля перед его доставкой пользователю.In some embodiments, the device body comprises a mouthpiece. The mouthpiece may comprise at least one air inlet and at least one air outlet. The mouthpiece may comprise more than one air inlet. One or more air inlets may reduce the temperature of the aerosol before it is delivered to the user and may reduce the concentration of the aerosol before it is delivered to the user.
В некоторых вариантах осуществления мундштук предусмотрен как часть изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте настоящего документа термин «мундштук» относится к части системы, генерирующей аэрозоль, помещаемой в рот пользователя для непосредственного вдыхания аэрозоля, генерируемого системой, генерирующей аэрозоль, из изделия, генерирующего аэрозоль, размещенного в устройстве, генерирующем аэрозоль.In some embodiments, a mouthpiece is provided as part of an aerosol-generating article. As used herein, the term "mouthpiece" refers to a part of an aerosol-generating system that is placed in the mouth of a user for directly inhaling an aerosol generated by the aerosol-generating system from an aerosol-generating article housed in an aerosol-generating device.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать пользовательский интерфейс для активации устройства, например, кнопку для инициирования нагрева изделия, генерирующего аэрозоль.The aerosol generating device may comprise a user interface for activating the device, such as a button for initiating heating of the aerosol generating article.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать дисплей для отображения состояния устройства или субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol generating device may comprise a display for indicating the state of the device or the aerosol generating substrate.
В изобретении предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая любое из вышеупомянутых устройств, генерирующих аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, дополнительно содержит изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль.The invention provides an aerosol generating system comprising any of the above-mentioned aerosol generating devices. The aerosol generating system further comprises an aerosol generating article comprising an aerosol forming substrate.
В контексте данного документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» означает изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может быть изделием, которое генерирует аэрозоль, непосредственно вдыхаемый пользователем, осуществляющим втягивание или затяжки на мундштуке на ближнем или пользовательском конце системы. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым.As used herein, the term "aerosol-generating article" means an article that contains an aerosol-forming substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. For example, an aerosol-generating article may be an article that generates an aerosol that is directly inhaled by a user who draws or puffs on a mouthpiece at the near or user end of the system. The aerosol-generating article may be disposable.
В контексте данного документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования вдыхаемого аэрозоля.For the purposes of this document, the term "aerosol-generating system" refers to the combination of an aerosol-generating device and an aerosol-generating article. In an aerosol-generating system, the aerosol-generating article and the aerosol-generating device cooperate to generate an inhalable aerosol.
Поскольку система, генерирующая аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит нагреватель согласно предыдущим изобретениям, преимущества, указанные выше для нагревателей, также применяются к самой системе.Since the aerosol generating system according to the present invention comprises a heater according to the previous inventions, the advantages stated above for heaters also apply to the system itself.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую подходящую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.The aerosol-generating article may have any suitable shape. The aerosol-generating article may have a substantially cylindrical shape. The aerosol-generating article may be substantially elongated. The aerosol-generating article may have a length and a circumference substantially perpendicular to the length.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в виде сегмента, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать множество субстратов, образующих аэрозоль. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать первый субстрат, образующий аэрозоль, и второй субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, является по существу одинаковым с первым субстратом, образующим аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления второй субстрат, образующий аэрозоль, отличается от первого субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol-forming substrate may be provided as an aerosol-generating segment containing an aerosol-forming substrate. The aerosol-generating segment may contain a plurality of aerosol-forming substrates. The aerosol-generating segment may contain a first aerosol-forming substrate and a second aerosol-forming substrate. In some embodiments, the second aerosol-forming substrate is substantially the same as the first aerosol-forming substrate. In some embodiments, the second aerosol-forming substrate differs from the first aerosol-forming substrate.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Сегмент, генерирующий аэрозоль, может также иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.The aerosol generating segment may have a substantially cylindrical shape. The aerosol generating segment may be substantially elongated. The aerosol generating segment may also have a length and a circumference substantially perpendicular to the length.
В случае, если сегмент, генерирующий аэрозоль, содержит множество субстратов, образующих аэрозоль, субстраты, образующие аэрозоль, могут быть расположены торец к торцу вдоль оси сегмента, генерирующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может содержать перегородку между смежными субстратами, образующими аэрозоль.In case the aerosol generating segment comprises a plurality of aerosol forming substrates, the aerosol forming substrates may be arranged end to end along the axis of the aerosol generating segment. In some embodiments, the aerosol generating segment may comprise a partition between adjacent aerosol forming substrates.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.In some preferred embodiments, the aerosol-generating article may have a total length of about 30 millimeters to about 100 millimeters. In some embodiments, the aerosol-generating article has a total length of about 45 millimeters. The aerosol-generating article may have an outer diameter of about 5 millimeters to about 12 millimeters. In some embodiments, the aerosol-generating article may have an outer diameter of about 7.2 millimeters.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров. В некоторых вариантах осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров или 12 миллиметров.The aerosol generating segment may have a length of about 7 millimeters to about 15 millimeters. In some embodiments, the aerosol generating segment may have a length of about 10 millimeters or 12 millimeters.
Сегмент, генерирующий аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль. Внешний диаметр сегмента, генерирующего аэрозоль, может быть от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров. В одном варианте осуществления сегмент, генерирующий аэрозоль, может иметь внешний диаметр приблизительно 7,2 миллиметра.The aerosol generating segment preferably has an outer diameter that is approximately equal to the outer diameter of the aerosol generating article. The outer diameter of the aerosol generating segment may be from about 5 millimeters to about 12 millimeters. In one embodiment, the aerosol generating segment may have an outer diameter of about 7.2 millimeters.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать штранг фильтра. Штранг фильтра может быть расположен на ближнем конце изделия, генерирующего аэрозоль. Штранг фильтра может представлять собой ацетилцеллюлозный штранг фильтра. В некоторых вариантах осуществления штранг фильтра может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления штранг фильтра может иметь длину приблизительно 7 миллиметров.The aerosol-generating article may comprise a filter rod. The filter rod may be located at the proximal end of the aerosol-generating article. The filter rod may be a cellulose acetate filter rod. In some embodiments, the filter rod may have a length of about 5 millimeters to about 10 millimeters. In some preferred embodiments, the filter rod may have a length of about 7 millimeters.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать внешнюю обертку. Внешняя обертка может быть образована из бумаги. Внешняя обертка может быть проницаемой для газа в сегменте, генерирующем аэрозоль. В частности, в вариантах осуществления, содержащих множество субстратов, образующих аэрозоль, внешняя обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха на границе между смежными субстратами, образующими аэрозоль. В случае, если между смежными субстратами, образующими аэрозоль, предусмотрена перегородка, внешняя обертка может содержать перфорационные отверстия или другие впускные отверстия для воздуха в перегородке. Это может обеспечить непосредственное снабжение субстрата, образующего аэрозоль, воздухом, не втянутым через другой субстрат, образующий аэрозоль. Это может увеличить количество воздуха, принимаемое каждым субстратом, образующим аэрозоль. Это может улучшить характеристики аэрозоля, генерируемого из субстрата, образующего аэрозоль.The aerosol-generating article may comprise an outer wrapper. The outer wrapper may be formed from paper. The outer wrapper may be permeable to gas in the aerosol-generating segment. In particular, in embodiments comprising a plurality of aerosol-generating substrates, the outer wrapper may comprise perforations or other air inlets at the boundary between adjacent aerosol-generating substrates. In the event that a partition is provided between adjacent aerosol-generating substrates, the outer wrapper may comprise perforations or other air inlets in the partition. This may ensure that the aerosol-generating substrate is directly supplied with air that is not drawn through another aerosol-generating substrate. This may increase the amount of air received by each aerosol-generating substrate. This may improve the characteristics of the aerosol generated from the aerosol-generating substrate.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может также содержать перегородку между субстратом, образующим аэрозоль, и штрангом фильтра. Перегородка может иметь размер приблизительно 18 миллиметров, но может иметь размер в диапазоне от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.The aerosol generating article may also comprise a partition between the aerosol forming substrate and the filter rod. The partition may have a size of approximately 18 millimeters, but may have a size in the range of approximately 5 millimeters to approximately 25 millimeters.
В изобретении предлагается способ эксплуатации любой из вышеупомянутых систем, генерирующих аэрозоль. Способ может включать этап определения максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии, образующем аэрозоль. Способ может включать этап подачи электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, причем электрический ток имеет постоянное напряжение. Постоянное напряжение может быть таким, чтобы контрольная температура терморезистора PTC была по существу максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль.The invention proposes a method for operating any of the above-mentioned aerosol-generating systems. The method may include a step of determining the maximum operating temperature for an aerosol-generating substrate contained in an aerosol-generating article. The method may include a step of supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a constant voltage. The constant voltage may be such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the maximum operating temperature for the aerosol-generating substrate.
В настоящем изобретении предлагается способ эксплуатации любой из вышеупомянутых систем, генерирующих аэрозоль, причем способ включает этапы:The present invention provides a method of operating any of the above-mentioned aerosol generating systems, the method comprising the steps of:
- определения максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии, генерирующем аэрозоль;- determining the maximum operating temperature for an aerosol-forming substrate contained in an aerosol-generating product;
- подачи электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, при этом электрический ток имеет постоянное напряжение, при этом постоянное напряжение является таким, что контрольная температура терморезистора PTC является по существу максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль.- supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a constant voltage, wherein the constant voltage is such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate.
Управление этими этапами может осуществляться контроллером. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать контроллер. В качестве альтернативы, контроллер может быть предусмотрен в устройстве, внешнем по отношению к системе, генерирующей аэрозоль, таком как компьютер или мобильный телефон. Контроллер может быть выполнен с возможностью обнаружения типа субстрата, образующего аэрозоль, в системе, генерирующей аэрозоль. На контроллере может храниться максимальная рабочая температура для каждого типа субстрата, образующего аэрозоль, с целью улучшения образования аэрозоля при нагреве субстрата, образующего аэрозоль. Контроллер может быть выполнен с возможностью приема внешних данных для определения максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль. Контроллер может использовать любую другую подходящую конфигурацию для определения максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль.These steps can be controlled by a controller. The aerosol generating device can comprise a controller. Alternatively, the controller can be provided in a device external to the aerosol generating system, such as a computer or a mobile phone. The controller can be configured to detect the type of aerosol generating substrate in the aerosol generating system. The controller can store a maximum operating temperature for each type of aerosol generating substrate in order to improve aerosol formation when the aerosol generating substrate is heated. The controller can be configured to receive external data to determine the maximum operating temperature for the aerosol generating substrate. The controller can use any other suitable configuration to determine the maximum operating temperature for the aerosol generating substrate.
Сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC может зависеть от сопротивления зерен и от переходного сопротивления границ зерен, образующих материал, содержащийся в по меньшей мере одном терморезисторе PTC. Чем выше напряжение, подаваемое на по меньшей мере один терморезистор PTC, тем ниже может быть сопротивление по меньшей мере одного терморезистора PTC. Уменьшение сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC с повышенным напряжением может быть более значительным, когда температура превышает контрольную температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC, поскольку разрушение барьеров между зернами может произойти с большей вероятностью; аналогично, часть подаваемого напряжения может не поглощаться сопротивлением зерна. Однако было обнаружено, что уменьшение сопротивления по меньшей мере одного терморезистора PTC с повышенным напряжением может быть заметным при контрольной температуре или при температурах ниже контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC. Благодаря этому эффекту было обнаружено, что контрольная температура по меньшей мере одного терморезистора PTC может зависеть от напряжения, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC.The resistance of at least one PTC thermistor may depend on the resistance of the grains and on the transition resistance of the grain boundaries forming the material contained in at least one PTC thermistor. The higher the voltage applied to at least one PTC thermistor, the lower the resistance of at least one PTC thermistor may be. The decrease in the resistance of at least one PTC thermistor with increased voltage may be more significant when the temperature exceeds the reference temperature of at least one PTC thermistor, since the destruction of the barriers between the grains may occur with a higher probability; similarly, part of the applied voltage may not be absorbed by the resistance of the grain. However, it was found that the decrease in the resistance of at least one PTC thermistor with increased voltage may be noticeable at the reference temperature or at temperatures below the reference temperature of at least one PTC thermistor. Due to this effect, it was found that the reference temperature of at least one PTC thermistor may depend on the voltage applied to at least one PTC thermistor.
В способе по настоящему изобретению могут быть выгодно извлечены преимущества из изменения контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC с напряжением, подаваемым на по меньшей мере один терморезистор PTC. Для достижения этого контроллер может управлять источником питания для подачи электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC, имеющий постоянное напряжение. Выбранное постоянное напряжение может определяться контроллером для обеспечения того, чтобы контрольная температура терморезистора PTC была по существу максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль. На контроллере может храниться таблица, которая связывает напряжение, подаваемое на по меньшей мере один терморезистор PTC, с контрольной температурой по меньшей мере одного терморезистора PTC.In the method of the present invention, it is possible to advantageously extract advantages from changing the control temperature of at least one PTC thermistor with a voltage supplied to at least one PTC thermistor. To achieve this, the controller can control the power supply to supply an electric current to at least one PTC thermistor having a constant voltage. The selected constant voltage can be determined by the controller to ensure that the control temperature of the PTC thermistor is substantially the maximum operating temperature for the substrate forming the aerosol. A table can be stored on the controller, which relates the voltage supplied to at least one PTC thermistor to the control temperature of at least one PTC thermistor.
Следовательно, способ по настоящему изобретению может позволить по меньшей мере одному терморезистору PTC системы, генерирующей аэрозоль, по существу стабилизироваться при максимальной рабочей температуре для субстрата, образующего аэрозоль. Температура, при которой стабилизируется по меньшей мере один терморезистор PTC, является по существу такой же, что и температура, применяемая к субстрату, образующему аэрозоль, или достаточно близкой к ней, когда система, генерирующая аэрозоль, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Следовательно, температура, при которой стабилизируется терморезистор PTC, может быть выбрана для оптимизации образования аэрозоля. Это может быть полезным для обеспечения оптимизированного опыта образования аэрозоля.Therefore, the method of the present invention can allow at least one PTC thermistor of the aerosol generating system to be substantially stabilized at the maximum operating temperature for the aerosol generating substrate. The temperature at which the at least one PTC thermistor is stabilized is substantially the same as the temperature applied to the aerosol generating substrate, or close enough to it, when the aerosol generating system is used to heat the aerosol generating substrate. Therefore, the temperature at which the PTC thermistor is stabilized can be selected to optimize the formation of an aerosol. This can be useful for providing an optimized aerosol formation experience.
В изобретении предлагается способ эксплуатации любой из вышеупомянутых систем, генерирующих аэрозоль. Способ может включать этап измерения интенсивности затяжки, когда происходит затяжка во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Способ может включать этап определения порога интенсивности затяжки. Когда интенсивность затяжки равна или превышает порог интенсивности затяжки, способ может включать этап определения первой максимальной рабочей температуры и второй максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии, генерирующем аэрозоль. Способ может включать этап выбора первой максимальной рабочей температуры или второй максимальной рабочей температуры. Если выбрана первая максимальная рабочая температура, способ может включать этап подачи электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, при этом электрический ток имеет первое постоянное напряжение, при этом первое постоянное напряжение является таким, что контрольная температура терморезистора PTC является по существу первой максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль. Если выбрана вторая максимальная рабочая температура, способ может включать этап подачи электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, при этом электрический ток имеет второе постоянное напряжение, при этом второе постоянное напряжение является таким, что контрольная температура терморезистора PTC является по существу второй максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль.The invention provides a method for operating any of the above-mentioned aerosol generating systems. The method may include a step of measuring the puff intensity when a puff occurs during use of the aerosol generating system. The method may include a step of determining a puff intensity threshold. When the puff intensity is equal to or exceeds the puff intensity threshold, the method may include a step of determining a first maximum operating temperature and a second maximum operating temperature for an aerosol-forming substrate contained in an aerosol-generating article. The method may include a step of selecting a first maximum operating temperature or a second maximum operating temperature. If the first maximum operating temperature is selected, the method may include a step of supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a first constant voltage, wherein the first constant voltage is such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the first maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate. If a second maximum operating temperature is selected, the method may include the step of supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a second constant voltage, wherein the second constant voltage is such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the second maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate.
В настоящем изобретении предлагается способ эксплуатации любой из вышеупомянутых систем, генерирующих аэрозоль, причем способ включает этапы:The present invention provides a method of operating any of the above-mentioned aerosol generating systems, the method comprising the steps of:
- измерения интенсивности затяжки, когда происходит затяжка во время использования системы, генерирующей аэрозоль;- measuring the puff intensity when a puff is taken during use of an aerosol generating system;
- определения порога интенсивности затяжки, так что, когда интенсивность затяжки равна или превышает порог интенсивности затяжки, способ включает дополнительные этапы:- determining a puff intensity threshold such that when the puff intensity is equal to or exceeds the puff intensity threshold, the method includes additional steps:
- определения первой максимальной рабочей температуры и второй максимальной рабочей температуры для субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в изделии, генерирующем аэрозоль;- determining a first maximum operating temperature and a second maximum operating temperature for an aerosol-forming substrate contained in an aerosol-generating article;
- выбора первой максимальной рабочей температуры или второй максимальной рабочей температуры;- selection of the first maximum operating temperature or the second maximum operating temperature;
- если выбрана первая максимальная рабочая температура, подача электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, при этом электрический ток имеет первое постоянное напряжение, при этом первое постоянное напряжение является таким, что контрольная температура терморезистора PTC является по существу первой максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль;- if a first maximum operating temperature is selected, supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a first constant voltage, wherein the first constant voltage is such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the first maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate;
- если выбрана вторая максимальная рабочая температура, подача электрического тока на по меньшей мере один терморезистор PTC посредством источника питания, при этом электрический ток имеет второе постоянное напряжение, при этом второе постоянное напряжение является таким, что контрольная температура терморезистора PTC является по существу второй максимальной рабочей температурой для субстрата, образующего аэрозоль.- if a second maximum operating temperature is selected, supplying an electric current to at least one PTC thermistor by means of a power source, wherein the electric current has a second constant voltage, wherein the second constant voltage is such that the control temperature of the PTC thermistor is essentially the second maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate.
Как поясняется для способа предыдущего изобретения, изменение контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC может быть достигнуто путем изменения напряжения, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC. Это может позволить регулировать контрольную температуру, чтобы она по существу соответствовала максимальной рабочей температуре для субстрата, образующего аэрозоль, оптимизируя таким образом образование аэрозоля.As explained for the method of the previous invention, a change in the control temperature of at least one PTC thermistor can be achieved by changing the voltage supplied to at least one PTC thermistor. This can allow the control temperature to be adjusted so that it substantially corresponds to the maximum operating temperature for the aerosol-forming substrate, thus optimizing the formation of the aerosol.
Для некоторых субстратов, образующих аэрозоль, может быть предпочтительным изменять максимальную рабочую температуру. Это может позволить адаптировать образование аэрозоля к конкретному опыту образования аэрозоля. Такой опыт образования аэрозоля может быть выбран в соответствии с предпочтениями пользователя системы, генерирующей аэрозоль.For some aerosol-generating substrates, it may be preferable to vary the maximum operating temperature. This may allow the aerosol generation to be tailored to a specific aerosol generation experience. Such an aerosol generation experience may be selected to suit the preferences of the user of the aerosol generating system.
Однако, как указано для способа предыдущего изобретения, изменение контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC путем изменения напряжения, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC, может быть относительно небольшим. Другими словами, способы настоящего изобретения обычно могут обеспечивать изменение контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC в небольшом диапазоне температур.However, as indicated for the method of the previous invention, the change in the control temperature of at least one PTC thermistor by changing the voltage supplied to at least one PTC thermistor may be relatively small. In other words, the methods of the present invention can generally provide a change in the control temperature of at least one PTC thermistor in a small temperature range.
Способ по настоящему изобретению включает этап измерения интенсивности затяжки, когда затяжка происходит во время использования системы, генерирующей аэрозоль. Способ также включает этап определения порога интенсивности затяжки. Эти этапы также могут выполняться контроллером.The method of the present invention includes a step of measuring the intensity of a puff when a puff occurs during use of the aerosol generating system. The method also includes a step of determining a threshold of the intensity of a puff. These steps can also be performed by a controller.
Контроллер может быть выполнен с возможностью определения контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC путем определения напряжения, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC, только тогда, когда интенсивность затяжки равна или превышает порог интенсивности затяжки. Когда интенсивность затяжки ниже порога интенсивности затяжки, температура по меньшей мере одного терморезистора PTC обычно может зависеть от интенсивности затяжки. Функция может храниться на контроллере.The controller may be configured to determine a reference temperature of at least one PTC thermistor by determining a voltage supplied to at least one PTC thermistor only when the puff intensity is equal to or exceeds the puff intensity threshold. When the puff intensity is below the puff intensity threshold, the temperature of at least one PTC thermistor may typically depend on the puff intensity. The function may be stored on the controller.
Когда интенсивность затяжки равна или превышает порог интенсивности затяжки, контроллер может регулировать напряжение, подаваемое на по меньшей мере один терморезистор PTC, для определения контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC. Контроллер может управлять источником питания для подачи первого постоянного напряжения на по меньшей мере один терморезистор PTC; первое постоянное напряжение приводит к первой контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC. Контроллер может управлять источником питания для подачи второго постоянного напряжения, отличного от первого постоянного напряжения, на по меньшей мере один терморезистор PTC; второе постоянное напряжение приводит ко второй контрольной температуре по меньшей мере одного терморезистора PTC. Предпочтительно первая контрольная температура и вторая контрольная температура равны или превышают температуру, соответствующую пороговой интенсивности затяжки в функции, связывающей температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC и интенсивность затяжки.When the puff intensity is equal to or exceeds the puff intensity threshold, the controller can regulate the voltage supplied to at least one PTC thermistor to determine the reference temperature of at least one PTC thermistor. The controller can control the power source to supply the first constant voltage to at least one PTC thermistor; the first constant voltage results in the first reference temperature of at least one PTC thermistor. The controller can control the power source to supply the second constant voltage, different from the first constant voltage, to at least one PTC thermistor; the second constant voltage results in the second reference temperature of at least one PTC thermistor. Preferably, the first reference temperature and the second reference temperature are equal to or exceed the temperature corresponding to the puff intensity threshold in the function relating the temperature of at least one PTC thermistor and the puff intensity.
Ограничивая регулировку контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC интенсивностями затяжки, равными или превышающими порог интенсивности затяжки, конкретный диапазон контрольных температур, который может быть достигнут путем изменения напряжения, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC, ориентирован на температуры, которые могут привести к перегреву устройства, генерирующего аэрозоль, или к получению аэрозолей более низкого качества. В пределах такого конкретного диапазона, даже если изменение контрольной температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC может быть относительно небольшим, соответствующее изменение максимальной рабочей температуры субстрата, образующего аэрозоль, может преимущественно обеспечивать возможность существенного изменения свойств образующегося аэрозоля, таким образом обеспечивая опыт образования аэрозоля, который может быть оптимизирован или настроен индивидуально. Контроллер может выбирать первую контрольную температуру или вторую контрольную температуру для достижения желаемых свойств в образующемся аэрозоле.By limiting the adjustment of the control temperature of at least one PTC thermistor to puff intensities equal to or greater than the puff intensity threshold, the specific range of control temperatures that can be achieved by changing the voltage supplied to at least one PTC thermistor is focused on temperatures that can lead to overheating of the aerosol generating device or to obtaining aerosols of lower quality. Within such a specific range, even if the change in the control temperature of at least one PTC thermistor can be relatively small, the corresponding change in the maximum operating temperature of the aerosol forming substrate can advantageously provide the ability to significantly change the properties of the formed aerosol, thus providing an aerosol formation experience that can be optimized or customized. The controller can select the first control temperature or the second control temperature to achieve the desired properties in the formed aerosol.
Аналогичным образом, поскольку первая контрольная температура и вторая контрольная температура терморезистора PTC могут быть равны или больше температуры, соответствующей порогу интенсивности затяжки в функции, связывающей температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC и интенсивность затяжки, система, генерирующая аэрозоль, содержащая по меньшей мере один терморезистор PTC, может быть выполнена с возможностью изменения температуры по меньшей мере одного терморезистора PTC в соответствии с такой функцией, без достижения стабилизированного диапазона температур, когда происходит затяжка, интенсивность которой ниже порога интенсивности затяжки.Similarly, since the first control temperature and the second control temperature of the PTC thermistor can be equal to or greater than the temperature corresponding to the puff intensity threshold in the function relating the temperature of at least one PTC thermistor and the puff intensity, the aerosol generating system comprising at least one PTC thermistor can be configured to change the temperature of at least one PTC thermistor in accordance with such a function, without achieving a stabilized temperature range when a puff occurs, the intensity of which is below the puff intensity threshold.
Способ по настоящему изобретению может также обеспечивать возможность определения и выбора дополнительных контрольных температур, таких как третья контрольная температура, четвертая контрольная температура, пятая контрольная температура, седьмая контрольная температура, восьмая контрольная температура, девятая контрольная температура, десятая контрольная температура или любая другая контрольная температура.The method of the present invention may also provide for the possibility of determining and selecting additional control temperatures, such as a third control temperature, a fourth control temperature, a fifth control temperature, a seventh control temperature, an eighth control temperature, a ninth control temperature, a tenth control temperature, or any other control temperature.
Хотя способы по вышеуказанным изобретениям включают этапы обеспечения постоянного напряжения, контроллер также может быть выполнен с возможностью управления источником питания, чтобы использовать широтно-импульсную модуляцию или частотно-импульсную модуляцию, когда электрический ток подается на по меньшей мере один терморезистор PTC. В таких случаях получаемые в результате способы идентичны способам по вышеуказанным изобретениям, за исключением того, что именно ширина импульса или частота импульса соответственно связаны с заданной контрольной температурой по меньшей мере одного терморезистора PTC. Следовательно, контрольную температуру по меньшей мере одного терморезистора PTC можно регулировать путем регулирования ширины импульса или частоты импульса электрического тока, подаваемого на по меньшей мере один терморезистор PTC.Although the methods of the above inventions include the steps of providing a constant voltage, the controller may also be configured to control the power source to use pulse-width modulation or pulse-frequency modulation when the electric current is supplied to at least one PTC thermistor. In such cases, the resulting methods are identical to the methods of the above inventions, except that it is the pulse width or the pulse frequency that is respectively associated with a predetermined control temperature of the at least one PTC thermistor. Therefore, the control temperature of the at least one PTC thermistor can be adjusted by adjusting the pulse width or the pulse frequency of the electric current supplied to the at least one PTC thermistor.
Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в свете следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления, приведенного только в качестве иллюстративного и неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые фигуры:These and other features and advantages of the present invention will become more apparent in light of the following detailed description of preferred embodiments, given by way of illustration only and not limitation, with reference to the accompanying figures:
на фиг. 1 показан график температуры/сопротивления терморезистора PTC, содержащегося в нагревательном элементе;Fig. 1 shows a temperature/resistance graph of a PTC thermistor contained in a heating element;
на фиг. 2 проиллюстрирован продольный разрез нагревателя, содержащего корпус нагревателя и диск PTC;Fig. 2 illustrates a longitudinal section of a heater comprising a heater body and a PTC disk;
на фиг. 3 изображен продольный разрез нагревателя, содержащего корпус нагревателя и трубку PTC;Fig. 3 shows a longitudinal section of a heater containing a heater body and a PTC tube;
на фиг. 4 представлен продольный разрез нагревателя, содержащего корпус нагревателя и внутренний нагревательный элемент;Fig. 4 shows a longitudinal section of a heater containing a heater body and an internal heating element;
на фиг. 5 показан вид в перспективе корпуса нагревателя, который, в свою очередь, содержит шесть плоских секций;Fig. 5 shows a perspective view of the heater body, which in turn contains six flat sections;
на фиг. 6 изображено поперечное сечение корпуса нагревателя по фиг. 5;Fig. 6 shows a cross-section of the heater body according to Fig. 5;
на фиг. 7 представлено множество внешних электрических контактов;Fig. 7 shows a plurality of external electrical contacts;
на фиг. 8 проиллюстрирован вид в перспективе нагревателя, содержащего корпус нагревателя по фиг. 5 и множество внешних электрических контактов по фиг. 7;Fig. 8 illustrates a perspective view of a heater comprising a heater housing of Fig. 5 and a plurality of external electrical contacts of Fig. 7;
на фиг. 9 представлена температура краевой внутренней стенки для четырех примеров нагревателя по фиг. 8;Fig. 9 shows the temperature of the edge inner wall for four examples of the heater according to Fig. 8;
на фиг. 10 изображена система, генерирующая аэрозоль, содержащая изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, которое, в свою очередь, содержит нагреватель по фиг. 3;Fig. 10 shows an aerosol generating system comprising an aerosol generating article and an aerosol generating device which in turn comprises a heater according to Fig. 3;
на фиг. 11 показана система, генерирующая аэрозоль, по фиг. 10, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, размещено в полости корпуса нагревателя;Fig. 11 shows the aerosol generating system of Fig. 10, in which the aerosol generating article is placed in the cavity of the heater housing;
на фиг. 12 проиллюстрирован вариант осуществления изделия, генерирующего аэрозоль;Fig. 12 illustrates an embodiment of an aerosol generating article;
на фиг. 13 представлен процесс изменения температуры краевой внутренней стенки и температуры трубки PTC для нагревателя по фиг. 3;Fig. 13 shows the process of changing the temperature of the edge inner wall and the temperature of the PTC tube for the heater according to Fig. 3;
на фиг. 14 изображен процесс изменения температуры краевой внутренней стенки и температуры диска PTC для нагревателя по фиг. 2;Fig. 14 shows the process of changing the temperature of the edge inner wall and the temperature of the PTC disk for the heater according to Fig. 2;
на фиг. 15 показаны три графика температуры/сопротивления терморезистора PTC, содержащегося в нагревательном элементе, когда на терморезистор PTC подают три разных постоянных напряжения.Fig. 15 shows three temperature/resistance graphs of a PTC thermistor contained in a heating element when three different constant voltages are applied to the PTC thermistor.
На фиг. 1 показан график температуры T/сопротивления R терморезистора PTC, содержащегося в нагревательном элементе нагревателя для нагрева субстрата, образующего аэрозоль.Fig. 1 shows a graph of temperature T/resistance R of a PTC thermistor contained in the heating element of a heater for heating an aerosol-forming substrate.
Терморезистор PTC нагревается, когда на терморезистор PTC подается электрический ток. Когда терморезистор PTC нагревается, температура T и сопротивление R терморезистора PTC изменяются в соответствии с функцией, представленной на фиг. 1.The PTC thermistor heats up when an electric current is applied to the PTC thermistor. When the PTC thermistor heats up, the temperature T and the resistance R of the PTC thermistor change according to the function shown in Fig. 1.
В частности, терморезистор PTC может быть нагрет до температуры TMR, которая соответствует минимальному сопротивлению MR терморезистора PTC.In particular, the PTC thermistor can be heated to a temperature TMR, which corresponds to the minimum resistance MR of the PTC thermistor.
Когда терморезистор PTC нагревается до температуры T ниже температуры, соответствующей минимальному сопротивлению TMR, сопротивление R терморезистора PTC немного уменьшается при повышении температуры T терморезистора PTC в соответствии с функцией, показанной на фиг. 1. В некоторых терморезисторах PTC сопротивление R терморезистора PTC остается по существу постоянным при сопротивлении, немного превышающем минимальное сопротивление MR терморезистора PTC, до тех пор, пока минимальное сопротивление MR терморезистора PTC не будет достигнуто при температуре, соответствующей минимальному сопротивлению TMR.When the PTC thermistor is heated to a temperature T below the temperature corresponding to the minimum resistance TMR, the resistance R of the PTC thermistor decreases slightly as the temperature T of the PTC thermistor increases in accordance with the function shown in Fig. 1. In some PTC thermistors, the resistance R of the PTC thermistor remains substantially constant at a resistance slightly greater than the minimum resistance MR of the PTC thermistor until the minimum resistance MR of the PTC thermistor is reached at a temperature corresponding to the minimum resistance TMR.
Аналогичным образом, если терморезистор PTC нагревается до температуры T, превышающей температуру, соответствующую минимальному сопротивлению TMR, сопротивление R терморезистора PTC увеличивается при повышении температуры T терморезистора PTC в соответствии с функцией, показанной на фиг. 1.Similarly, if the PTC thermistor is heated to a temperature T exceeding the temperature corresponding to the minimum resistance TMR, the resistance R of the PTC thermistor increases as the temperature T of the PTC thermistor increases in accordance with the function shown in Fig. 1.
Если терморезистор PTC нагревается до температуры, превышающей температуру, соответствующую удвоенному минимальному сопротивлению TMR, увеличение сопротивления терморезистора PTC при повышении температуры терморезистора PTC настолько значительно, что температура терморезистора PTC по существу стабилизируется при температуре T, соответствующей удвоенному минимальному сопротивлению MR. Такая температура обычно называется контрольной температурой CT терморезистора PTC. Другими словами, терморезистор PTC имеет высокий положительный температурный коэффициент α в пределах стабилизированного диапазона температур, ограниченного на нижнем пределе контрольной температурой CT. В диэлектрических материалах контрольная температура CT может по существу соответствовать температуре Кюри диэлектрического материала.If the PTC thermistor is heated to a temperature higher than the temperature corresponding to twice the minimum resistance TMR, the increase in the resistance of the PTC thermistor with increasing temperature of the PTC thermistor is so significant that the temperature of the PTC thermistor essentially stabilizes at a temperature T corresponding to twice the minimum resistance MR. Such a temperature is usually called the reference temperature CT of the PTC thermistor. In other words, the PTC thermistor has a high positive temperature coefficient α within a stabilized temperature range limited at the lower limit by the reference temperature CT. In dielectric materials, the reference temperature CT may essentially correspond to the Curie temperature of the dielectric material.
Температуры T, существенно превышающие контрольную температуру CT, могут быть достигнуты, если на терморезистор PTC подается электрический ток в течение периода времени, достаточного для достижения максимального сопротивления терморезистора PTC. Однако следует учитывать, что на фиг. 1 показано сопротивление R в логарифмическом масштабе. Следовательно, период времени, необходимый для достижения такого максимального сопротивления, обычно существенно больше, чем обычное время работы нагревателя для нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Это может обеспечить эффективную стабилизацию терморезистора PTC при температуре, которая превышает контрольную температуру CT незначительно.Temperatures T significantly higher than the reference temperature CT can be achieved if an electric current is applied to the PTC thermistor for a period of time sufficient to achieve the maximum resistance of the PTC thermistor. However, it should be noted that Fig. 1 shows the resistance R on a logarithmic scale. Therefore, the period of time required to achieve such a maximum resistance is usually significantly longer than the normal operating time of the heater for heating the substrate forming the aerosol. This can ensure effective stabilization of the PTC thermistor at a temperature that slightly exceeds the reference temperature CT.
На фиг. 2 проиллюстрирован нагреватель 10, содержащий корпус 20 нагревателя. Корпус 20 нагревателя содержит краевую часть 21, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой 210 и краевой внешней стенкой 211. Корпус 20 нагревателя содержит нижнюю часть 22, проходящую в продольном направлении между нижней внутренней стенкой 220 и нижней внешней стенкой 221. Полость 23 для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходит в продольном направлении между открытым концом 230 корпуса 20 нагревателя и нижней внутренней стенкой 220, при этом полость 23 ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой 210. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, нагреватель содержит нагревательный элемент, который выполнен из диска 24 PTC, расположенного внутри нижней части 22. Когда электрический ток подается на диск 24 PTC, температура диска 24 PTC увеличивается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры диска 24 PTC. Если подача электрического тока поддерживается после этого момента, температура диска 24 PTC стабилизируется при температуре, которая по существу соответствует контрольной температуре диска 24 PTC. Таким образом, краевая внутренняя стенка 210 достигает температуры, которая может незначительно отличаться от температуры, при которой стабилизируется диск 24 PTC. Следовательно, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23, субстрат, образующий аэрозоль, может нагреваться до температуры краевой внутренней стенки 210, так что образуется вдыхаемый аэрозоль.Fig. 2 illustrates a
На фиг. 3 проиллюстрирован нагреватель 10, содержащий корпус 20 нагревателя. Корпус 20 нагревателя содержит краевую часть 21, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой 210 и краевой внешней стенкой 211. Корпус 20 нагревателя содержит нижнюю часть 22, проходящую в продольном направлении между нижней внутренней стенкой 220 и нижней внешней стенкой 221. Полость 23 для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходит в продольном направлении между открытым концом 230 корпуса 20 нагревателя и нижней внутренней стенкой 220, при этом полость 23 ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой 210. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, нагреватель содержит нагревательный элемент, который выполнен из трубки 25 PTC, расположенной внутри краевой части 21. Когда электрический ток подается на трубку 25 PTC, температура трубки 25 PTC увеличивается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры трубки 25 PTC. Если подача электрического тока поддерживается после этого момента, температура трубки 25 PTC стабилизируется при температуре, которая по существу соответствует контрольной температуре трубки 25 PTC. Таким образом, краевая внутренняя стенка 210 достигает температуры, которая по существу соответствует контрольной температуре трубки 25 PTC. Следовательно, когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23, субстрат, образующий аэрозоль, может нагреваться до температуры, которая по существу соответствует контрольной температуре трубки 25 PTC, так что образуется вдыхаемый аэрозоль.In Fig. 3, a
На фиг. 4 проиллюстрирован нагреватель 10, содержащий корпус 20 нагревателя. Корпус 20 нагревателя содержит краевую часть 21, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой 210 и краевой внешней стенкой 211. Корпус 20 нагревателя содержит нижнюю часть 22, проходящую в продольном направлении между нижней внутренней стенкой 220 и нижней внешней стенкой 221. Полость 23 для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходит в продольном направлении между открытым концом 230 корпуса 20 нагревателя и нижней внутренней стенкой 220, при этом полость 23 ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой 210. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, нагреватель содержит нагревательный элемент, который образован лезвием 27 РТС, проходящим в продольном направлении внутри полости 23, так что лезвие 27 РТС выполнено с возможностью прокалывания субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат размещен в полости 23. Когда электрический ток подается на лезвие 27 PTC, температура лезвия 27 PTC увеличивается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры лезвия 27 PTC. Если подача электрического тока поддерживается после этого момента, температура лезвия 27 PTC стабилизируется при температуре, которая по существу соответствует контрольной температуре лезвия 27 PTC. Таким образом, лезвие 27 РТС может использоваться для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, при по существу контрольной температуре лезвия РТС, так что образуется вдыхаемый аэрозоль.In Fig. 4, a
На фиг. 5 изображен вид в перспективе корпуса 20 нагревателя. Корпус 20 нагревателя содержит краевую часть 21, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой 210 и краевой внешней стенкой 211. Краевая внешняя стенка 211 содержит шесть плоских секций 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115, выполненных таким образом, что по меньшей мере одна пластина PTC может быть расположена на по меньшей мере одной плоской секции 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115. Пластина PCT может быть круглой пластиной, квадратной пластиной или многоугольной пластиной. Пластины являются плоскими. На фиг. 6 представлено поперечное сечение корпуса 20 нагревателя по фиг. 5. Полость 23 для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходит в продольном направлении между открытым концом 230 и нижней внутренней стенкой 220 (не показана на фиг. 5 и 6), причем полость 23 ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой 210. В варианте осуществления по фиг. 5 и 6 полость 23, ограниченная краевой внутренней стенкой 210, является цилиндрической, то есть краевая внутренняя стенка 23 имеет круглое поперечное сечение, как показано на фиг. 5. Такая форма может быть удобной для размещения цилиндрического субстрата, образующего аэрозоль.Fig. 5 shows a perspective view of the
В предпочтительном варианте осуществления корпус 20 нагревателя, показанный на фиг. 5 и 6, снабжен шестью пластинами PTC, по одной на каждой плоской секции 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115, таким образом образуя нагреватель 10.In a preferred embodiment, the
В одном варианте осуществления корпус 20 нагревателя содержит электропроводящий материал, такой как электропроводящий металл. В этом случае корпус 20 нагревателя образует первый электрод, выполненный с возможностью нахождения в электрическом контакте с шестью пластинами PTC.In one embodiment, the
Нагреватель 10 может также содержать по меньшей мере один внешний электрический контакт 30, содержащий электропроводящий материал, такой как электропроводящий металл, и образующий второй электрод, выполненный с возможностью нахождения в электрическом контакте с шестью пластинами PTC. На фиг. 7 изображен по меньшей мере один внешний электрический контакт 30, содержащий шесть удлиненных внешних электрических контактов 310, 311, 312, 313, 314, 315, причем каждый из них выполнен так, чтобы находиться в электрическом контакте с пластиной PTC, расположенной на плоской секции 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115.The
На фиг. 8 проиллюстрированы нагреватель 10, содержащий корпус 20 нагревателя, показанный на фиг. 5 и 6, и удлиненные внешние электрические контакты 310, 311, 312, 313, 314, 315 по фиг. 7. Предусмотрены шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, по одной на каждой плоской секции 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115. Шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 образуют нагревательный элемент нагревателя 10. Корпус 20 нагревателя служит в качестве первого электрода для пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, поскольку пластины PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 находятся в электрическом контакте с плоскими секциями 2110, 2111, 2112, 2113, 2114, 2115 корпуса 20 нагревателя. Удлиненные внешние электрические контакты 310, 311, 312, 313, 314, 315, которые находятся в электрическом контакте с пластинами PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, служат в качестве второго электрода для пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265.Fig. 8 illustrates a
Когда электрический ток подается на первый и второй электроды, температура пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 увеличивается до тех пор, пока не будет достигнута контрольная температура пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, как показано на фиг. 1. После этого температура пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 стабилизируется по существу при контрольной температуре пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 (или при температуре, немного превышающей контрольную температуру) в течение периодов времени, которые обычно длятся дольше, чем время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Это обеспечивает последовательный и предсказуемый профиль нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда субстрат размещен в полости 23, в которой максимальную температуру каждой из пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 в течение времени работы можно определять и управлять ею, выбирая контрольную температуру пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265. Пластины PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 могут иметь одинаковую или разную контрольную температуру.When an electric current is applied to the first and second electrodes, the temperature of the
На фиг. 9 представлена температура краевой внутренней стенки 210 для четырех примеров нагревателя 10 по фиг. 8, в котором контрольная температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 идентична.Fig. 9 shows the temperature of the edge
В первом примере CT190 контрольная температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 составляет 190 градусов по Цельсию. Когда электрический ток подается на первый и второй электроды, шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 приблизительно через 30 секунд достигают контрольной температуры 190 градусов по Цельсию и стабилизируются при температуре, немного превышающей контрольную температуру. Тепло передается через корпус 20 нагревателя таким образом, что температура внутренней стенки 210 является по существу такой же, как и температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, то есть чуть выше 190 градусов по Цельсию, как показано на фиг. 9. Когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23 после того, как внутренняя стенка 210 достигла температуры по существу 190 градусов по Цельсию, эта температура последовательно воздействует на субстрат, образующий аэрозоль, во время работы нагревателя 10, образуя, таким образом, вдыхаемый аэрозоль.In the first example CT190, the control temperature of the six
Во втором примере CT200 контрольная температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 составляет 200 градусов по Цельсию. Когда электрический ток подается на первый и второй электроды, шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 приблизительно через 30 секунд достигают контрольной температуры 200 градусов по Цельсию и стабилизируются при температуре, немного превышающей контрольную температуру. Тепло передается через корпус 20 нагревателя таким образом, что температура внутренней стенки 210 является по существу такой же, как и температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, то есть чуть выше 200 градусов по Цельсию, как показано на фиг.9. Когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23 после того, как внутренняя стенка 210 достигла температуры по существу 200 градусов по Цельсию, эта температура последовательно воздействует на субстрат, образующий аэрозоль, во время работы нагревателя 10, образуя, таким образом, вдыхаемый аэрозоль.In the second example CT200, the control temperature of the six
В третьем примере CT210 контрольная температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 составляет 210 градусов по Цельсию. Когда электрический ток подается на первый и второй электроды, шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 приблизительно через 30 секунд достигают контрольной температуры 210 градусов по Цельсию и стабилизируются при температуре, немного превышающей контрольную температуру. Тепло передается через корпус 20 нагревателя таким образом, что температура внутренней стенки 210 является по существу такой же, как и температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, то есть чуть выше 210 градусов по Цельсию, как показано на фиг.9. Когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23 после того, как внутренняя стенка 210 достигла температуры по существу 210 градусов по Цельсию, эта температура последовательно воздействует на субстрат, образующий аэрозоль, во время работы нагревателя 10, образуя, таким образом, вдыхаемый аэрозоль.In the third example CT210, the control temperature of the six
В четвертом примере CT220 контрольная температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 составляет 220 градусов по Цельсию. Когда электрический ток подается на первый и второй электроды, шесть пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265 приблизительно через 30 секунд достигают контрольной температуры 220 градусов по Цельсию и стабилизируются при температуре, немного превышающей контрольную температуру. Тепло передается через корпус 20 нагревателя таким образом, что температура внутренней стенки 210 является по существу такой же, как и температура шести пластин PTC 260, 261, 262, 263, 264, 265, то есть чуть выше 220 градусов по Цельсию, как показано на фиг. 9. Когда субстрат, образующий аэрозоль, размещен в полости 23 после того, как внутренняя стенка 210 достигла температуры по существу 220 градусов по Цельсию, эта температура последовательно воздействует на субстрат, образующий аэрозоль, во время работы нагревателя 10, образуя, таким образом, вдыхаемый аэрозоль.In the fourth example CT220, the control temperature of the six
На фиг. 10 и 11 показаны схематические поперечные сечения устройства 200, генерирующего аэрозоль, и изделия 300, генерирующего аэрозоль. Устройство 200, генерирующее аэрозоль, и изделие 300, генерирующее аэрозоль, образуют систему, генерирующую аэрозоль.Fig. 10 and 11 show schematic cross-sections of an
Устройство 200, генерирующее аэрозоль, содержит по существу цилиндрический корпус 202 устройства с формой и размером, подобными традиционной сигаре.The
Устройство 200, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит источник 206 питания в виде перезаряжаемой никель-кадмиевой батареи, контроллер 208 PCB (печатной платы), содержащий микропроцессор и запоминающее устройство, электрический разъем 209 и нагреватель 10. В варианте осуществления, показанном на фиг. 10 и 11, нагреватель 10 является аналогичным нагревателю, показанному на фиг. 3. Однако могут быть использованы другие нагреватели. В частности, могут быть использованы нагреватели, показанные на фиг. 2, 4 и 8.The
Все из источника 206 питания, контроллера 208 и нагревателя 10 размещены внутри корпуса 202 устройства. Нагреватель 10 устройства 200, генерирующего аэрозоль, расположен на ближнем конце устройства 200. Электрический разъем 209 расположен на дальнем конце корпуса 202 устройства.All of the
Используемый здесь термин «ближний» относится к стороне пользователя или концу, подносимому ко рту, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, то есть конец устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, выполнен так, чтобы быть ближе всего ко рту пользователя во время обычного использования устройства, генерирующего аэрозоль, или системы, генерирующей аэрозоль, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль. Ближний конец компонента устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль, представляет собой конец компонента, ближайший к пользовательскому концу, или мундштучному концу, устройства, генерирующего аэрозоль, или изделия, генерирующего аэрозоль. В контексте данного документа термин «дальний» относится к концу, противоположному ближнему концу.As used herein, the term "proximal" refers to the user side or mouth end of an aerosol-generating device or aerosol-generating article, i.e., the end of the aerosol-generating device or aerosol-generating article that is configured to be closest to the user's mouth during normal use of the aerosol-generating device or aerosol-generating system comprising the aerosol-generating device and the aerosol-generating article. The proximal end of a component of the aerosol-generating device or aerosol-generating article is the end of the component closest to the user end, or mouthpiece end, of the aerosol-generating device or aerosol-generating article. As used herein, the term "distal" refers to the end opposite the proximal end.
Контроллер 208 выполнен с возможностью управления подачей питания от источника 206 питания на нагреватель 10. Контроллер 208 дополнительно содержит преобразователь постоянного тока в переменный, содержащий усилитель мощности класса D. Контроллер 208 также выполнен с возможностью управления перезарядкой источника 206 питания от электрического разъема 209. Контроллер 208 дополнительно содержит датчик затяжки (не показан), выполненный с возможностью обнаружения, когда пользователь осуществляет затяжку на изделии, генерирующем аэрозоль, размещенном в полости 23.The
Как поясняется на фиг. 3, нагреватель 10 содержит корпус 20 нагревателя. Корпус 20 нагревателя содержит краевую часть 21, проходящую в поперечном направлении между краевой внутренней стенкой 210 и краевой внешней стенкой 211. Корпус 20 нагревателя содержит нижнюю часть 22, проходящую в продольном направлении между нижней внутренней стенкой 220 и нижней внешней стенкой 221. Полость 23 для размещения субстрата, образующего аэрозоль, проходит в продольном направлении между открытым концом 230 и нижней внутренней стенкой 220, при этом полость 23 ограничена в поперечном направлении краевой внутренней стенкой 210. Трубка 25 PTC расположена внутри краевой части 21, чтобы окружать краевую внутреннюю стенку 210.As explained in Fig. 3, the
Корпус 202 устройства также определяет впускное отверстие 280 для воздуха в непосредственной близости к дальнему концу полости 23 для вмещения субстрата, образующего аэрозоль. Впускное отверстие 280 для воздуха приспособлено для обеспечения втягивания окружающего воздуха в корпус 202 устройства. Пути потока воздуха (не показаны) определены через устройство 200 для обеспечения втягивания воздуха из впускного отверстия 280 для воздуха в полость 23.The
Изделие 300, генерирующее аэрозоль, обычно имеет форму цилиндрического стержня, имеющего диаметр, аналогичный диаметру краевой внутренней стенки 210. Изделие 300, генерирующее аэрозоль, содержит цилиндрический ацетилцеллюлозный штранг 304 фильтра и цилиндрический сегмент 310, генерирующий аэрозоль, обернутые вместе внешней оберткой 320 из сигаретной бумаги.The
Штранг 304 фильтра расположен на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, и образует мундштук системы, генерирующей аэрозоль, на котором пользователь делает затяжку для получения аэрозоля, сгенерированного системой.The
Сегмент 310, генерирующий аэрозоль, расположен на дальнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, и имеет длину, по существу равную длине полости 23. Хотя сегмент 310, генерирующий аэрозоль, по фиг. 10 и 11 содержит только один субстрат, образующий аэрозоль, сегмент, генерирующий аэрозоль, может в равной степени содержать несколько субстратов, образующих аэрозоль. Когда имеется несколько субстратов, образующих аэрозоль, субстраты могут быть расположены впритык друг к другу в продольном направлении изделия 300, генерирующего аэрозоль. Однако предполагается, что в других вариантах осуществления может быть предусмотрена перегородка между субстратами, образующими аэрозоль. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления два или более субстратов, образующих аэрозоль, могут быть образованы из одних и тех же материалов, тогда как в других вариантах осуществления каждый из субстратов, образующих аэрозоль, отличается. Например, один или более субстратов, образующих аэрозоль, могут содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий ароматизатор в виде ментола. Один или более субстратов, образующих аэрозоль, могут также содержать ароматизатор в виде ментола и не содержать табачного материала или любого другого источника никотина. Один или более субстратов, образующих аэрозоль, могут также содержать дополнительные компоненты, такие как одно или более веществ для образования аэрозоля и вода, так что при нагреве субстрата, образующего аэрозоль, генерируется аэрозоль с необходимыми органолептическими свойствами.The
Ближний конец сегмента 310, генерирующего аэрозоль, открыт, поскольку он не покрыт внешней оберткой 320. Когда сегмент 310, генерирующий аэрозоль, содержит несколько субстратов, образующих аэрозоль, внешняя обертка 320 может содержать линию перфораций, окружающих изделие 300, генерирующее аэрозоль, на границе между субстратами, образующими аэрозоль. Перфорационные отверстия обеспечивают втягивание воздуха в сегмент 310, генерирующий аэрозоль.The near end of the
На фиг. 12 показано изделие 300, генерирующее аэрозоль, подобное изделию, показанному на фиг. 10 и 11. Однако штанг 304 фильтра представляет собой фильтр в сборе 304 в форме стержня. Фильтр в сборе 304 содержит три сегмента: охлаждающий сегмент 307, фильтрующий сегмент 309 и сегмент 311 на мундштучном конце. В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, охлаждающий сегмент 307 расположен между вторым сегментом 310, генерирующим аэрозоль, и фильтрующим сегментом 309, так что охлаждающий сегмент 307 примыкает к сегменту 310, генерирующему аэрозоль, и фильтрующему сегменту 309. В других примерах может быть предусмотрена перегородка между сегментом 310, генерирующим аэрозоль, и охлаждающим сегментом 307 и между охлаждающим сегментом 307 и фильтрующим сегментом 309. Фильтрующий сегмент 309 расположен между охлаждающим сегментом 307 и сегментом 311 на мундштучном конце. Сегмент 311 на мундштучном конце расположен в направлении ближнего конца изделия 300, смежно с фильтрующим сегментом 309. В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, фильтрующий сегмент 309 примыкает к сегменту 311 на мундштучном конце. В одном примере общая длина фильтра в сборе 304 составляет от 37 миллиметров до 45 миллиметров, более предпочтительно общая длина фильтра в сборе 304 составляет 41 миллиметр.Fig. 12 shows an
В одном примере согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 12, сегмент 310, генерирующий аэрозоль, имеет длину от 34 миллиметров до 50 миллиметров, более предпочтительно сегмент 310, генерирующий аэрозоль, имеет длину от 38 миллиметров до 46 миллиметров, еще более предпочтительно сегмент 310, генерирующий аэрозоль, имеет длину 42 миллиметра.In one example according to the embodiment shown in Fig. 12, the
В одном примере согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 12, общая длина изделия 300 составляет от 71 миллиметра до 95 миллиметров, более предпочтительно общая длина изделия 300 составляет от 79 миллиметров до 87 миллиметров, еще более предпочтительно общая длина изделия 300 составляет 83 миллиметра.In one example according to the embodiment shown in Fig. 12, the overall length of the
В одном примере охлаждающий сегмент 307 представляет собой кольцевую трубку и образует воздушный зазор внутри охлаждающего сегмента 307. Воздушный зазор обеспечивает камеру для прохождения нагретых испаренных компонентов, генерируемых из сегмента 310, генерирующего аэрозоль. Охлаждающий сегмент 307 является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но тем не менее достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства и при использовании изделия 300 во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль. В одном примере толщина стенки охлаждающего сегмента 307 составляет приблизительно 0,29 миллиметра.In one example, the
Охлаждающий сегмент 307 обеспечивает физическое смещение между сегментом 310, генерирующим аэрозоль, и фильтрующим сегментом 309. Физическое смещение, обеспечиваемое охлаждающим сегментом 307, будет обеспечивать перепад температур по длине охлаждающего сегмента 307. В одном примере охлаждающий сегмент 307 приспособлен для обеспечения разницы температур, составляющей по меньшей мере 40 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, поступающим в дальний конец охлаждающего сегмента 307, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из ближнего конца охлаждающего сегмента 307. В одном примере охлаждающий сегмент 307 приспособлен для обеспечения разницы температур, составляющей по меньшей мере 60 градусов по Цельсию, между нагретым испаренным компонентом, поступающим в дальний конец охлаждающего сегмента 307, и нагретым испаренным компонентом, выходящим из ближнего конца охлаждающего сегмента 307. Данная разница температур по длине охлаждающего сегмента 307 защищает чувствительный к температуре фильтрующий сегмент 309 от высоких температур аэрозоля, образованного из сегмента 310, генерирующего аэрозоль.The
В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 12, длина охлаждающего сегмента 307 составляет по меньшей мере 15 миллиметров. В одном примере длина охлаждающего сегмента 307 составляет от 20 миллиметров до 30 миллиметров, более конкретно от 23 миллиметров до 27 миллиметров, более конкретно от 25 миллиметров до 27 миллиметров и более конкретно 25 миллиметров.In one example of the
Охлаждающий сегмент 307 выполнен из бумаги, что означает, что он состоит из материала, который не генерирует соединения, вызывающие опасения. В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 12, охлаждающий сегмент 307 изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая обеспечивает полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способны удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, внешнего диаметра, округлости и прямолинейности трубки. В другом примере охлаждающий сегмент 307 представляет собой углубление, созданное из жесткой фицеллы или ободковой бумаги. Жесткая фицелла или ободковая бумага изготовлены такими, чтобы иметь достаточную жесткость, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства и при использовании изделия 300 во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль.The
Для каждого из примеров охлаждающего сегмента 307 точность размеров охлаждающего сегмента является достаточной, чтобы удовлетворять требованиям к точности размеров при высокоскоростном производственном процессе.For each of the examples of
Фильтрующий сегмент 309 может быть образован из любого фильтрующего материала, достаточного для удаления одного или более испаренных соединений из нагретых испаренных компонентов из сегмента 310, генерирующего аэрозоль. В одном примере изделия 300 по фиг. 12, фильтрующий сегмент 309 изготовлен из моноацетатного материала, такого как ацетилцеллюлоза. Фильтрующий сегмент 309 обеспечивает охлаждение и снижение раздражения от нагретых испаренных компонентов без исчерпания количества нагретых испаренных компонентов до неудовлетворительного для пользователя уровня.The
Плотность материала ацетилцеллюлозного жгута фильтрующего сегмента 309 управляет перепадом давления на фильтрующем сегменте 309, который, в свою очередь, управляет сопротивлением затяжке изделия 300. Следовательно, выбор материала фильтрующего сегмента 309 является важным в управлении сопротивлением затяжке изделия 300. В дополнение фильтрующий сегмент выполняет функцию фильтрации в изделии 300.The density of the cellulose acetate tow material of the
Наличие фильтрующего сегмента 309 обеспечивает изоляционный эффект посредством обеспечения дополнительного охлаждения для нагретых испаренных компонентов, которые выходят из охлаждающего сегмента 307. Данный дополнительный эффект охлаждения снижает температуру контакта губ пользователя на поверхности фильтрующего сегмента 309.The presence of the
Один или более ароматизаторов могут быть добавлены в фильтрующий сегмент 309 либо в форме прямого введения ароматизированных жидкостей в фильтрующий сегмент 309, либо путем встраивания или размещения одной или более ароматизированных разрушаемых капсул или других носителей ароматизатора внутри ацетилцеллюлозного жгута фильтрующего сегмента 309. В одном примере изделия 300, показанного на фиг. 12, фильтрующий сегмент 309 имеет длину от 6 миллиметров до 10 миллиметров, более предпочтительно 8 миллиметров.One or more flavors may be added to the
Сегмент 311 на мундштучном конце представляет собой кольцевую трубку и образует воздушный зазор внутри сегмента 311 на мундштучном конце. Воздушный зазор обеспечивает камеру для нагретых испаренных компонентов, которые протекают из фильтрующего сегмента 309. Сегмент 311 на мундштучном конце является полым для обеспечения камеры для накопления аэрозоля, но тем не менее достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие силы и изгибающие моменты, которые могут возникать во время производства и при использовании изделия во время вставки в устройство 200, генерирующее аэрозоль. В одном примере толщина стенки сегмента 311 на мундштучном конце составляет приблизительно 0,29 миллиметра.The
В одном примере длина сегмента 311 на мундштучном конце составляет от 6 миллиметров до 10 миллиметров и более предпочтительно 8 миллиметров.In one example, the length of
Сегмент 311 на мундштучном конце может быть изготовлен из спирально намотанной бумажной трубки, которая обеспечивает полую внутреннюю камеру, но при этом сохраняет критическую механическую жесткость. Спирально намотанные бумажные трубки способны удовлетворять жестким требованиям к точности размеров при высокоскоростных производственных процессах в отношении длины, внешнего диаметра, округлости и прямолинейности трубки.The 311 segment at the mouth end can be made from spirally wound paper tubing, which provides a hollow interior chamber while maintaining critical mechanical rigidity. Spiral wound paper tubing is capable of meeting the stringent dimensional accuracy requirements of high speed manufacturing processes in terms of length, outside diameter, roundness and straightness of the tube.
Сегмент 311 на мундштучном конце обеспечивает функцию предотвращения вхождения любого жидкого конденсата, который скапливается на выходе фильтрующего сегмента 309, в непосредственный контакт с пользователем.The
Следует понимать, что в одном примере сегмент 311 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 307 могут быть образованы из единой трубки, а фильтрующий сегмент 309 расположен в этой трубке, разделяя сегмент 311 на мундштучном конце и охлаждающий сегмент 307.It should be understood that in one example, the
В изделии 300, показанном на фиг. 12, вентиляционные отверстия 317 расположены в охлаждающем сегменте 307, чтобы помогать охлаждать изделие 300. В одном примере вентиляционные отверстия 317 предусматривают один или более рядов отверстий, и предпочтительно каждый ряд отверстий расположен по окружности вокруг изделия 300 в поперечном сечении, которое по существу перпендикулярно продольной оси изделия 300.In the
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 12, предусмотрено от одного до четырех рядов вентиляционных отверстий 317 для обеспечения вентиляции для изделия 300. Каждый ряд вентиляционных отверстий 317 может иметь от 12 до 36 вентиляционных отверстий 317. Вентиляционные отверстия 317 могут, например, иметь диаметр от 100 до 500 микрометров. В одном примере осевая перегородка между рядами вентиляционных отверстий 317 составляет от 0,25 миллиметра до 0,75 миллиметра, более предпочтительно осевая перегородка между рядами вентиляционных отверстий 317 составляет 0,5 миллиметра.In one example of the
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 12, вентиляционные отверстия 317 имеют одинаковый размер. В другом примере вентиляционные отверстия 317 различаются по размеру. Вентиляционные отверстия 317 могут быть выполнены с использованием любой подходящей техники, например одной или более из следующих техник: лазерной технологии, механической перфорации охлаждающего сегмента 307 или предварительной перфорации охлаждающего сегмента 307 до его формирования в изделие 300. Вентиляционные отверстия 317 расположены так, чтобы обеспечивать эффективное охлаждение для изделия 300.In one example of the
В одном примере изделия 300, показанном на фиг. 12, ряды вентиляционных отверстий 317 расположены по меньшей мере на расстоянии 11 миллиметров от ближнего конца изделия 300, более предпочтительно вентиляционные отверстия 317 расположены на расстоянии от 17 миллиметров до 20 миллиметров от ближнего конца изделия 300. Местоположение вентиляционных отверстий 317 расположено так, что пользователь не блокирует вентиляционные отверстия 317, когда изделие 300 используется.In one example of the
Преимущественно предоставление рядов вентиляционных отверстий на расстоянии от 17 миллиметров до 20 миллиметров от ближнего конца изделия 300 позволяет вентиляционным отверстиям 317 быть расположенными снаружи устройства 200, генерирующего аэрозоль, когда изделие 300 полностью вставлено в устройство 200, генерирующее аэрозоль. Благодаря расположению вентиляционных отверстий 317 снаружи устройства 200 ненагретый воздух способен поступать в изделие 300 через вентиляционные отверстия снаружи устройства 200, чтобы помогать охлаждать изделие 300.Advantageously, providing rows of ventilation holes at a distance of 17 millimeters to 20 millimeters from the near end of the
Длина охлаждающего сегмента 307 является такой, что охлаждающий сегмент 307 будет частично вставлен в устройство 200, когда изделие 300 полностью вставлено в устройство 200.The length of the
При использовании, когда изделие 300, генерирующее аэрозоль, размещено в полости 23, пользователь может осуществлять затяжку на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, для вдыхания аэрозоля, сгенерированного системой, генерирующей аэрозоль. Когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце изделия 300, генерирующего аэрозоль, воздух втягивается в корпус 202 устройства на впускном отверстии 280 для воздуха и втягивается в сегмент 310, генерирующий аэрозоль, изделия 300, генерирующего аэрозоль.In use, when the aerosol-generating
В варианте осуществления, показанном на фиг. 11 и 12, контроллер 208 устройства 200, генерирующего аэрозоль, выполнен с возможностью подачи электрического тока на трубку 25 PTC, расположенную в краевой части 21 корпуса 20 нагревателя. Температура трубки 25 PTC повышается до тех пор, пока не достигнет контрольной температуры трубки 25 PTC. После этого температура трубки 25 PTC стабилизируется при температуре, по существу равной контрольной температуре трубки 25 PTC в течение периода времени, который обычно превышает время сеанса пользователя для устройства 200, генерирующего аэрозоль. Следовательно, профиль нагрева субстрата, образующего аэрозоль, содержащегося в сегменте 310, генерирующем аэрозоль, изделия 300, генерирующего аэрозоль, размещенного в полости 23, может быть определен в зависимости от контрольной температуры трубки 25 PTC.In the embodiment shown in Fig. 11 and 12, the
В нагревателе, показанном на фиг. 3 и 10, температура трубки PTC TE является по существу такой же, как и температура краевой внутренней стенки TI, то есть по существу такой же, как и температура, которая будет применяться к субстрату, образующему аэрозоль. Это представлено на графике на фиг. 13. Контрольная температура трубки 25 PTC нагревателя 10 по фиг. 13 составляет 200 градусов по Цельсию, что по существу соответствует температуре трубки PTC TE и температуре краевой внутренней стенки TI после времени стабилизации.In the heater shown in Fig. 3 and 10, the temperature of the PTC tube TE is substantially the same as the temperature of the marginal inner wall TI, that is, substantially the same as the temperature that will be applied to the aerosol-forming substrate. This is shown in the graph in Fig. 13. The control temperature of the
В случае нагревателя, показанного на фиг. 8, температура шести пластин PTC TE также по существу соответствует температуре краевой внутренней стенки TI. Однако, в отличие от примера на фиг. 12, время стабилизации может быть меньшим. В частности, температура шести пластин РТС ТЕ и температура краевой внутренней стенки TI могут стабилизироваться при по существу контрольной температуре шести пластин PTC через 30 секунд.In the case of the heater shown in Fig. 8, the temperature of the six PTC plates TE also substantially corresponds to the temperature of the edge inner wall TI. However, in contrast to the example in Fig. 12, the stabilization time may be shorter. In particular, the temperature of the six PTC plates TE and the temperature of the edge inner wall TI may be stabilized at substantially the reference temperature of the six PTC plates after 30 seconds.
На фиг. 14 предлагается процесс изменения температуры диска PTC TE и температуры краевой внутренней стенки TI со временем для нагревателя 10 по фиг. 2. В этом варианте осуществления следует понимать, что температура краевой внутренней стенки TI ниже, чем температура диска PTC TE. В частности, для диска 24 PTC с контрольной температурой 220 градусов по Цельсию температура краевой внутренней стенки TI стабилизируется на уровне 210.Fig. 14 shows a process for changing the temperature of the PTC disk TE and the temperature of the edge inner wall TI over time for the
На фиг. 15 показан график температуры T/сопротивления R терморезистора PTC, содержащегося в нагревательном элементе нагревателя для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда на терморезистор PTC подаются разные постоянные напряжения V. На фиг. 15 первое напряжение V1 больше, чем второе напряжение V2, которое, в свою очередь, больше, чем третье напряжение V3. Как можно понять из фиг. 15, контрольная температура CT терморезистора PTC зависит от напряжения V, подаваемого на терморезистор PTC. В частности, первое напряжение V1 приводит к первой контрольной температуре CT1, второе напряжение V2 приводит ко второй контрольной температуре CT2, а третье напряжение V3 приводит к третьей контрольной температуре CT3, так что первая контрольная температура CT1 больше, чем вторая контрольная температура CT2, которая, в свою очередь, больше, чем третья контрольная температура CT3.Fig. 15 shows a graph of temperature T/resistance R of a PTC thermistor included in a heating element of a heater for heating a substrate forming an aerosol, when different constant voltages V are applied to the PTC thermistor. In Fig. 15, the first voltage V1 is greater than the second voltage V2, which, in turn, is greater than the third voltage V3. As can be understood from Fig. 15, the control temperature CT of the PTC thermistor depends on the voltage V applied to the PTC thermistor. In particular, the first voltage V1 results in a first control temperature CT1, the second voltage V2 results in a second control temperature CT2, and the third voltage V3 results in a third control temperature CT3, so that the first control temperature CT1 is greater than the second control temperature CT2, which, in turn, is greater than the third control temperature CT3.
Контроллер может управлять источником питания для подачи электрического тока на терморезистор PTC, имеющий первое напряжение V1, второе напряжение V2, третье напряжение V3 или любое другое подходящее напряжение. Поэтому контрольная температура терморезистора PTC будет отрегулирована на первую контрольную температуру CT1, вторую контрольную температуру CT2, третью контрольную температуру CT3 или любую другую подходящую температуру. Взаимосвязь между подаваемым напряжением V и контрольной температурой CT для конкретного терморезистора PTC может храниться в контроллере; в предпочтительном варианте осуществления такая взаимосвязь может храниться в запоминающем устройстве, содержащемся в контроллере. Аналогичным образом первая контрольная температура CT1, вторая контрольная температура CT2, третья контрольная температура CT3 или любая другая подходящая температура могут быть определены так, чтобы они соответствовали необходимым максимальным рабочим температурам для одного или более субстратов, образующих аэрозоль. Контроллер может также сохранять одну или более максимальных рабочих температур для данного субстрата, образующего аэрозоль; в предпочтительном варианте осуществления такие максимальные рабочие температуры могут храниться в запоминающем устройстве, содержащемся в контроллере.The controller may control the power source to supply electric current to the PTC thermistor having a first voltage V1, a second voltage V2, a third voltage V3 or any other suitable voltage. Therefore, the control temperature of the PTC thermistor will be adjusted to the first control temperature CT1, the second control temperature CT2, the third control temperature CT3 or any other suitable temperature. The relationship between the supplied voltage V and the control temperature CT for a particular PTC thermistor may be stored in the controller; in a preferred embodiment, such a relationship may be stored in a memory device contained in the controller. Similarly, the first control temperature CT1, the second control temperature CT2, the third control temperature CT3 or any other suitable temperature may be determined so that they correspond to the required maximum operating temperatures for one or more aerosol-forming substrates. The controller may also store one or more maximum operating temperatures for a given aerosol-forming substrate; In a preferred embodiment, such maximum operating temperatures may be stored in a memory device contained in the controller.
Таким образом, терморезистор PTC системы, генерирующей аэрозоль, может по существу стабилизироваться при максимальной рабочей температуре, которая определяется контроллером для данного субстрата, образующего аэрозоль. Температуры, при которых стабилизируется терморезистор PTC, являются по существу такими же, что и температура, применяемая к субстрату, образующему аэрозоль, или достаточно близкими к ней, когда система, генерирующая аэрозоль, используется для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, как поясняется для нагревателей вышеуказанных вариантов осуществления. Следовательно, температуры, при которых стабилизируется терморезистор PTC, могут быть выбраны для оптимизации образования аэрозоля. Это может быть полезным для обеспечения оптимизированного опыта образования аэрозоля.In this way, the PTC thermistor of the aerosol generating system can be substantially stabilized at a maximum operating temperature that is determined by the controller for a given aerosol generating substrate. The temperatures at which the PTC thermistor is stabilized are substantially the same as the temperature applied to the aerosol generating substrate, or sufficiently close to it, when the aerosol generating system is used to heat the aerosol generating substrate, as explained for the heaters of the above embodiments. Therefore, the temperatures at which the PTC thermistor is stabilized can be selected to optimize aerosol generation. This can be useful for providing an optimized aerosol generation experience.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19218939.7 | 2019-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2827722C1 true RU2827722C1 (en) | 2024-10-01 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69017371T2 (en) * | 1989-12-01 | 1995-10-12 | Philip Morris Prod | Article for dispensing a flavoring. |
| RU2606711C1 (en) * | 2012-12-28 | 2017-01-10 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol generating system heating unit |
| EP3228198A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-10-11 | Joyetech (Changzhou) Electronics Co., Ltd. | Atomization device and electronic cigarette containing same |
| US10136675B2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-11-27 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer of electronic cigarette, ceramic heating atomizing core and ceramic heater therein |
| CN208891725U (en) * | 2018-08-10 | 2019-05-24 | 普维思信(北京)科技有限公司 | It is a kind of for heating the combination heater of not burning cigarette |
| KR101983367B1 (en) * | 2017-09-13 | 2019-05-29 | 전자부품연구원 | Electric heating type smoking device using printed temperature sensor |
| RU2700016C2 (en) * | 2015-03-26 | 2019-09-12 | Филип Моррис Продактс С.А. | Heater control |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69017371T2 (en) * | 1989-12-01 | 1995-10-12 | Philip Morris Prod | Article for dispensing a flavoring. |
| RU2606711C1 (en) * | 2012-12-28 | 2017-01-10 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol generating system heating unit |
| EP3228198A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-10-11 | Joyetech (Changzhou) Electronics Co., Ltd. | Atomization device and electronic cigarette containing same |
| RU2700016C2 (en) * | 2015-03-26 | 2019-09-12 | Филип Моррис Продактс С.А. | Heater control |
| US10136675B2 (en) * | 2016-04-22 | 2018-11-27 | Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. | Atomizer of electronic cigarette, ceramic heating atomizing core and ceramic heater therein |
| KR101983367B1 (en) * | 2017-09-13 | 2019-05-29 | 전자부품연구원 | Electric heating type smoking device using printed temperature sensor |
| CN208891725U (en) * | 2018-08-10 | 2019-05-24 | 普维思信(北京)科技有限公司 | It is a kind of for heating the combination heater of not burning cigarette |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7540025B2 (en) | Heater Management | |
| US12127600B2 (en) | Electrically operated aerosol-generating system and methods for detecting heater conditions in the system | |
| EP3818872B1 (en) | Aerosol generation device having first heater and second heater, and method for controlling power to first heater and second heater of aerosol generation device | |
| US20240415196A1 (en) | Detection of adverse heater conditions in an electrically heated aerosol generating system | |
| RU2721088C2 (en) | Aerosol-generating system with determination of frequency of use | |
| KR102595270B1 (en) | Heater Management | |
| KR101793802B1 (en) | Heated aerosol-generating device and method for generating aerosol with consistent properties | |
| KR20200038926A (en) | Aerosol generator with inductor coil with reduced separation | |
| JPH02124081A (en) | Aerosol delivery articles that use electrical energy | |
| UA128068C2 (en) | Aerosol generation device, and heating chamber therefor | |
| EP4076067B1 (en) | Heater for aerosol-forming substrate comprising a positive temperature coefficient thermistor | |
| RU2827722C1 (en) | Heater for aerosol-forming substrate comprising ptc thermistor | |
| RU2844548C2 (en) | Aerosol generating device | |
| RU2846974C2 (en) | Heater assembly for aerosol-generating system | |
| RU2838596C2 (en) | Electrically controlled aerosol generating system and electric circuit therefor, as well as heater assembly, electrically controlled aerosol generating device, method for controlling power supply to electric heater and computer-readable data medium | |
| US20230122097A1 (en) | Aerosol Generating Device, Method and Control Circuitry Therefor | |
| CN119173164A (en) | Aerosol generating device | |
| BR112020022023B1 (en) | METHODS FOR DETECTING HEATING CONDITIONS IN AN AEROSOL GENERATING SYSTEM |