[go: up one dir, main page]

RU2828025C2 - Porous element for vapour supply system - Google Patents

Porous element for vapour supply system Download PDF

Info

Publication number
RU2828025C2
RU2828025C2 RU2022101249A RU2022101249A RU2828025C2 RU 2828025 C2 RU2828025 C2 RU 2828025C2 RU 2022101249 A RU2022101249 A RU 2022101249A RU 2022101249 A RU2022101249 A RU 2022101249A RU 2828025 C2 RU2828025 C2 RU 2828025C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal coating
porous element
thickness
rod
element according
Prior art date
Application number
RU2022101249A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022101249A (en
Inventor
Патрик МОЛОНИ
Каталин Михай БАЛАН
Original Assignee
Никовенчерс Трейдинг Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Никовенчерс Трейдинг Лимитед filed Critical Никовенчерс Трейдинг Лимитед
Publication of RU2022101249A publication Critical patent/RU2022101249A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2828025C2 publication Critical patent/RU2828025C2/en

Links

Abstract

FIELD: vapour supply systems.
SUBSTANCE: porous element contains an elongated rod made of a porous ceramic material, having the first end surface, the second end surface and one or more side surfaces passing between the first and the second end surfaces and defining the length of the rod, a metal coating deposited on at least one side surface on the at least part of the length of the rod. A portion of each of these one or more side surfaces adjacent to the first end surface is uncoated, forming an uncoated end portion of the rod.
EFFECT: porous element can be used as a current collector for induction heating, while expanding the possibility of choosing the material of the support element for the porous element.
27 cl, 17 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к пористому элементу для системы предоставления пара, а также к источнику аэрозоля, картомайзеру или картриджу и к системе предоставления пара, содержащей такой пористый элемент.The invention relates to a porous element for a vapor supply system, as well as to an aerosol source, a cartomizer or cartridge, and to a vapor supply system containing such a porous element.

Уровень техникиState of the art

Многие электронные системы снабжения паром, такие как электронные сигареты и другие электронные системы доставки никотина с помощью испаренных жидкостей, состоят из двух основных компонентов или секций, а именно из секции картриджа или картомайзера и блока управления (секции батареи). Картомайзер обычно включает в себя резервуар с жидкостью и распылитель для испарения жидкости. Эти части в совокупности могут называться источником аэрозоля. Распылитель обычно сочетает в себе функции пористости или капиллярности и нагревания, чтобы транспортировать жидкость из резервуара к месту, где она нагревается и испаряется. Например, распылитель может быть выполнен в виде электрического нагревателя, представляющего собой резистивный провод, сформированный в виде катушки или другой формы для резистивного (джоулева) нагрева, или токоприемника для индукционного нагрева, а также пористого элемента, такого как волокнистый фитиль с капиллярной или впитывающей способностью в непосредственной близости от нагревателя, который впитывает жидкость из резервуара и переносит ее к нагревателю. Блок управления обычно включает в себя батарею для снабжения энергией системы для ее работы. Электроэнергия от батареи подается для активации нагревателя, который нагревается и испаряет небольшое количество поступившей из резервуара жидкости. Затем испаренная жидкость вдыхается пользователем.Many electronic vapor delivery systems, such as e-cigarettes and other electronic nicotine delivery systems using vaporized liquids, consist of two main components or sections, namely a cartridge or cartomizer section and a control unit (battery section). The cartomizer typically includes a liquid reservoir and an atomizer for vaporizing the liquid. These parts may be collectively referred to as an aerosol source. The atomizer typically combines the functions of porosity or capillary action and heating to transport the liquid from the reservoir to the location where it is heated and vaporized. For example, the atomizer may be in the form of an electric heater, which is a resistive wire formed into a coil or other shape for resistive (Joule) heating, or a current collector for induction heating, and a porous element, such as a fibrous wick with capillary or absorbent capacity in close proximity to the heater, which absorbs the liquid from the reservoir and transports it to the heater. The control unit usually includes a battery to supply power to the system to operate. Power from the battery is used to activate a heater, which heats up and vaporizes a small amount of liquid drawn from a reservoir. The vaporized liquid is then inhaled by the user.

Представляют интерес альтернативные конструкции элементов, пригодных для использования в качестве распылителей.Alternative designs of elements suitable for use as sprayers are of interest.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Первым объектом изобретения является пористый элемент для системы снабжения паром, содержащий: удлиненный стержень из пористого керамического материала, имеющий первую торцевую поверхность, вторую торцевую поверхность и одну или несколько боковых поверхностей, продолжающихся между первой торцевой поверхностью и второй торцевой поверхностью и определяющих длину стержня; и покрытие из металла, нанесенное по меньшей мере на одну боковую поверхность стержня по меньшей мере на часть его длины.The first object of the invention is a porous element for a steam supply system, comprising: an elongated rod made of a porous ceramic material, having a first end surface, a second end surface and one or more side surfaces continuing between the first end surface and the second end surface and defining the length of the rod; and a metal coating applied to at least one side surface of the rod over at least part of its length.

Вторым объектом изобретения является источник аэрозоля для системы предоставления пара, представляющий собой пористый элемент согласно первому аспекту, и резервуар для хранения аэрозольобразующего материала субстрата, который должен доставляться к пористому элементу для испарения.A second object of the invention is an aerosol source for a vapor supply system, which is a porous element according to the first aspect, and a reservoir for storing an aerosol-forming substrate material that must be delivered to the porous element for evaporation.

Третьим объектом изобретения является картомайзер для системы предоставления пара, содержащей пористый элемент согласно первому аспекту или источник аэрозоля согласно второму аспектом.A third object of the invention is a cartomizer for a vapor supply system comprising a porous element according to the first aspect or an aerosol source according to the second aspect.

Четвертым объектом изобретения является система снабжения паром, содержащая пористый элемент согласно первому объекту изобретения, источник аэрозоля согласно второму объекту изобретения или картомайзер согласно третьему объекту изобретения.A fourth object of the invention is a vapor supply system comprising a porous element according to the first object of the invention, an aerosol source according to the second object of the invention, or a cartomizer according to the third object of the invention.

Далее будут подробно описаны различные варианты осуществления изобретения теперь со ссылками на чертежи.Various embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the drawings.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 схематично показан пример выполнения электронной сигареты, содержащей картомайзер и блок управления, вид в разрезе;Fig. 1 schematically shows an example of the implementation of an electronic cigarette containing a cartomizer and a control unit, a sectional view;

на фиг. 2 – картомайзер согласно изобретению, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;Fig. 2 – a cartomizer according to the invention, a perspective view with spatial separation of parts;

на фиг. 3 – картомайзер, показанный на фиг. 2, в собранном виде, вид в перспективе с частичным разрезом;Fig. 3 - the cartomizer shown in Fig. 2, assembled, perspective view with partial section;

на фиг. 4 – еще один пример выполнения картомайзера согласно изобретению, схематический вид в разрезе;Fig. 4 is another example of the implementation of a cartomizer according to the invention, a schematic sectional view;

на фиг. 5 – первый пример выполнения системы предоставления пара согласно изобретению, использующей индукционный нагрев, упрощенный схематичный вид в разрезе;Fig. 5 is a first example of the implementation of a steam supply system according to the invention using induction heating, a simplified schematic sectional view;

на фиг. 6 – второй пример выполнения системы предоставления пара согласно изобретению, использующей индукционный нагрев, упрощенный схематичный вид в разрезе;Fig. 6 is a second example of the implementation of a steam supply system according to the invention using induction heating, a simplified schematic sectional view;

на фиг.7 – пример выполнения удлиненного стержня, пригодного для использования в пористом элементе согласно изобретению, схематичный вид сбоку;Fig. 7 is an example of the implementation of an elongated rod suitable for use in a porous element according to the invention, a schematic side view;

на фиг. 8 – другой пример выполнения удлиненного стержня, пригодного для использования в пористом элементе согласно изобретению, вид в перспективе;Fig. 8 is another example of the embodiment of an elongated rod suitable for use in a porous element according to the invention, a perspective view;

на фиг. 9 – еще один пример выполнения удлиненного стержня, пригодного для использования в пористом элементе согласно изобретению, вид в перспективе;Fig. 9 is another example of the embodiment of an elongated rod suitable for use in a porous element according to the invention, a perspective view;

на фиг. 10 – пример выполнения пористого элемента согласно изобретению, вид в перспективе;Fig. 10 is an example of the implementation of a porous element according to the invention, perspective view;

на фиг. 11 – еще один пример выполнения пористого элемента согласно изобретению, вид в перспективе;Fig. 11 is another example of the implementation of a porous element according to the invention, a perspective view;

на фиг. 12 – график зависимости толщины металлического покрытия пористого элемента от положения вдоль длины пористого элемента, соответствующий первому профилю толщины;Fig. 12 is a graph of the dependence of the thickness of the metal coating of a porous element on the position along the length of the porous element, corresponding to the first thickness profile;

на фиг. 13 – график зависимости толщины металлического покрытия пористого элемента от положения вдоль длины пористого элемента, соответствующий второму профилю толщины;Fig. 13 is a graph of the dependence of the thickness of the metal coating of a porous element on the position along the length of the porous element, corresponding to the second thickness profile;

на фиг. 14 – пример выполнения источника аэрозоля, содержащего пористый элемент согласно изобретению, схематичный вид сбоку в разрезе;Fig. 14 is an example of the implementation of an aerosol source containing a porous element according to the invention, a schematic side view in section;

на фиг. 15 – еще один пример выполнения источника аэрозоля, содержащего пористый элемент согласно изобретению, схематичный вид сбоку в разрезе;Fig. 15 is another example of the implementation of an aerosol source containing a porous element according to the invention, a schematic side view in section;

на фиг. 16A – альтернативный пример выполнения пористого элемента, схематический вид сбоку; Fig. 16A is an alternative example of the implementation of a porous element, schematic side view;

на фиг. 16B – профиль толщины металлического покрытия пористого элемента, показанного на фиг. 16A.Fig. 16B is a thickness profile of the metal coating of the porous element shown in Fig. 16A.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

В дальнейшем описаны определенные варианты осуществления изобретения. Некоторые особенности определенных вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы обычным образом и для краткости они подробно не описаны. Таким образом, следует понимать, что подробно не описанные особенности рассмотренных в настоящем описании элементов устройства могут быть реализованы в соответствии с любой обычной технологией по реализации таких элементов.In the following, certain embodiments of the invention are described. Some features of certain embodiments of the invention may be implemented in a conventional manner and, for the sake of brevity, they are not described in detail. Thus, it should be understood that features of the device elements discussed in this description that are not described in detail may be implemented in accordance with any conventional technology for implementing such elements.

Как описано выше, настоящее изобретение относится (но не ограничивается) к электронным системам снабжения аэрозолем или паром, таким как электронные сигареты. В нижеследующем описании иногда могут использоваться термины «электронная сигарета» и «е-сигарета»; однако следует понимать, что эти термины могут использоваться взаимозаменяемо с системой или устройством снабжения аэрозолем (паром). Упомянутые системы предназначены для генерирования вдыхаемого аэрозоля путем испарения субстрата в форме жидкости или геля, который может содержать или не содержать никотин. Кроме того, гибридные системы могут содержать субстрат в виде жидкости или геля плюс твердый субстрат, который также нагревают. Твердый субстрат может представлять собой, например, табак или другие нетабачные изделия, которые могут содержать или не содержать никотин. Используемый здесь термин «аэрозольобразующий материал субстрата» предназначен для обозначения материалов субстрата, которые могут образовывать аэрозоль либо посредством воздействия тепла, либо некоторыми другими способами. Термин «аэрозоль» может использоваться взаимозаменяемо с термином «пар».As described above, the present invention relates to (but is not limited to) electronic aerosol or vapor supply systems, such as electronic cigarettes. In the following description, the terms "electronic cigarette" and "e-cigarette" may sometimes be used; however, it should be understood that these terms can be used interchangeably with an aerosol (vapor) supply system or device. The mentioned systems are designed to generate an inhalable aerosol by evaporating a substrate in the form of a liquid or gel, which may or may not contain nicotine. In addition, hybrid systems can comprise a substrate in the form of a liquid or gel plus a solid substrate, which is also heated. The solid substrate can be, for example, tobacco or other non-tobacco products, which may or may not contain nicotine. The term "aerosol-forming substrate material" as used herein is intended to refer to substrate materials that can form an aerosol either by exposure to heat or by some other means. The term "aerosol" can be used interchangeably with the term "vapor".

В настоящем описании термин «компонент» используется для указания на часть, секцию, блок, модуль, устройство, узел и т.п. для электронной сигареты, которая содержит несколько более мелких частей или элементов, часто в пределах внешнего корпуса или стенки. Электронная сигарета может быть образована или выполнена из одного или нескольких таких компонентов, и эти компоненты могут быть соединены друг с другом с возможностью отсоединения или могут быть постоянно соединены друг с другом при изготовлении для образования всей электронной сигареты. Настоящее изобретение применимо к системам, состоящим из двух компонентов, которые можно разъемно соединять друг с другом, например, компонент, несущий аэрозольобразующий материал субстрата, удерживающий жидкость или другой аэрозольобразующий материал субстрата (картридж, картомайзер или расходный материал), и блок управления, имеющий батарею для снабжения электроэнергией, необходимой для работы элемента генерирования пара из материала субстрата. В качестве конкретного примера в настоящем описании представлен картомайзер как пример выполнения участка или компонента, несущего аэрозольобразующий материал субстрата, но изобретение не ограничивается этим и применимо к любой конфигурации участка или компонента, несущего аэрозольобразующий материал субстрата. Кроме того, такой компонент может включать в себя больше или меньше деталей, чем содержится в представленных в примерах.In the present description, the term "component" is used to indicate a part, section, unit, module, device, assembly, etc. for an electronic cigarette that contains several smaller parts or elements, often within an outer housing or wall. The electronic cigarette may be formed or made from one or more such components, and these components may be detachably connected to each other or may be permanently connected to each other during manufacture to form the entire electronic cigarette. The present invention is applicable to systems consisting of two components that can be detachably connected to each other, for example, a component carrying an aerosol-forming substrate material that holds a liquid or other aerosol-forming substrate material (a cartridge, cartomizer, or consumable), and a control unit having a battery for supplying electric power necessary for operating an element for generating vapor from a substrate material. As a specific example, the present description provides a cartomizer as an example of the execution of a portion or component carrying an aerosol-forming substrate material, but the invention is not limited to this and is applicable to any configuration of a portion or component carrying an aerosol-forming substrate material. In addition, such a component may include more or fewer parts than those contained in the examples provided.

Настоящее изобретение, в частности, относится к системам предоставления пара и их компонентам, в которых используется аэрозольобразующий материал субстрата в форме жидкости или геля, содержащийся в резервуаре, баке, контейнере или другом резервуаре, входящем в состав системы. В состав системы входит устройство для доставки материала субстрата из резервуара с целью обеспечения генерирования из него пара/аэрозоля. Термины «жидкость», «гель», «текучая среда», «исходная жидкость», «исходный гель», «исходная жидкость» и т.п. могут использоваться взаимозаменяемо с терминами «аэрозольобразующий материал субстрата» и «материал субстрата» для обозначения аэрозольобразующего материал субстрата, который имеет форму, допускающую его хранение и доставку.The present invention particularly relates to vapor delivery systems and components thereof that utilize an aerosol-forming substrate material in the form of a liquid or gel contained in a reservoir, tank, container or other vessel included in the system. The system includes a device for delivering the substrate material from the reservoir to provide vapor/aerosol generation therefrom. The terms "liquid," "gel," "fluid," "source liquid," "source gel," "source liquid," and the like may be used interchangeably with the terms "aerosol-forming substrate material" and "substrate material" to designate an aerosol-forming substrate material that has a form that allows its storage and delivery.

На фиг. 1 с целью демонстрации взаимосвязей между различными частями типичной системы и пояснения общих принципов работы очень схематично (не в масштабе) показан пример выполнения системы предоставления аэрозоля/пара, такой как электронная сигарета 10. В этом примере электронная сигарета 10 имеет в целом удлиненную форму, проходящую вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией, и содержит два основных компонента, а именно: компонент, секцию или блок 20 питания или управления и узел или секцию 30 картриджа (иногда называемую картомайзером или клиромайзером), несущую аэрозольобразующий материал субстрата и являющуюся компонентом генерирования пара.In Fig. 1, for the purpose of demonstrating the relationships between the various parts of a typical system and explaining the general principles of operation, an exemplary embodiment of an aerosol/vapor delivery system, such as an electronic cigarette 10, is shown very schematically (not to scale). In this example, the electronic cigarette 10 has a generally elongated shape extending along a longitudinal axis indicated by a dotted line and includes two main components, namely a power or control component, section or unit 20 and a cartridge assembly or section 30 (sometimes referred to as a cartomizer or clearomizer) carrying an aerosol-forming substrate material and being a vapor generating component.

Картомайзер 30 включает в себя резервуар 3, содержащий исходную жидкость или другой аэрозольобразующий материал субстрата, содержащий композицию, такую как жидкость или гель, из которой должен генерироваться аэрозоль, например аэрозоль, содержащий никотин. Исходная жидкость может содержать от 1 до 3% никотина и 50% глицерола, остальное – вода и пропиленгликоль практически в равных долях и, возможно, также другие компоненты, такие как ароматизаторы. Исходная жидкость, не содержащая никотин, может также использоваться, например, для доставки ароматизатора. В состав также может быть включен твердый субстрат (на чертежах не показан), такой как порция табака или другой ароматизирующий элемент, через который проходит образующийся из жидкости пар. Резервуар 3 имеет форму бака для хранения, который является контейнером или хранилищем, в котором может храниться жидкость-источник, так что жидкость может свободно перемещаться и течь в пределах этого бака. Для одноразового картомайзера резервуар 3 в процессе изготовления может быть герметизирован после заполнения, чтобы после израсходования исходной жидкости его можно было утилизировать, или он может иметь впускное или другое отверстие, через которое пользователь может добавлять новую исходную жидкость. Картомайзер 30 также содержит электрический нагревательный элемент или нагреватель 4, расположенный снаружи резервуара 3 для генерирования аэрозоля путем испарения исходной жидкости посредством нагревания. Для снабжения нагревателя 4 исходной жидкостью из резервуара 3 может использоваться устройство переноса или доставки жидкости (элемент переноса жидкости), такое как фитиль 6 или другой пористый элемент. Фитиль 6 может иметь одну или несколько частей, расположенных внутри резервуара 3, или иным образом сообщаться по текучей среде с жидкостью в резервуаре 3, чтобы иметь возможность впитывать исходную жидкость и передавать ее за счет капиллярного действия другим частям фитиля 6, которые примыкают или контактируют с нагревателем 4. Таким образом, исходная жидкость нагревается и испаряется, а затем заменяться новой исходной жидкостью из резервуара, подаваемой к нагревателю 4 фитилем 6. Фитиль можно рассматривать как мост, путь или канал между резервуаром 3 и нагревателем 4, который доставляет жидкость из резервуара к нагревателю. Термины, такие как канал, жидкостной канал, канал для передачи жидкости, канал для доставки жидкости, механизм или элемент для передачи жидкости и механизм или элемент для доставки жидкости могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения фитиля или соответствующего компонента или конструкции.The cartomizer 30 includes a reservoir 3 containing a source liquid or other aerosol-forming substrate material containing a composition such as a liquid or gel from which an aerosol is to be generated, for example an aerosol containing nicotine. The source liquid may contain from 1 to 3% nicotine and 50% glycerol, the rest is water and propylene glycol in substantially equal proportions and, possibly, also other components such as flavorings. A source liquid that does not contain nicotine may also be used, for example, to deliver a flavoring. The composition may also include a solid substrate (not shown in the drawings), such as a portion of tobacco or another flavoring element, through which the vapor generated from the liquid passes. The reservoir 3 has the form of a storage tank, which is a container or repository in which the source liquid can be stored, so that the liquid can freely move and flow within this tank. For a disposable cartomizer, the reservoir 3 may be sealed during manufacture after filling so that it can be disposed of after the initial liquid has been used up, or it may have an inlet or other opening through which the user can add new initial liquid. The cartomizer 30 also comprises an electric heating element or heater 4 located outside the reservoir 3 for generating an aerosol by evaporating the initial liquid by heating. A liquid transfer or delivery device (liquid transfer element), such as a wick 6 or another porous element, may be used to supply the heater 4 with the initial liquid from the reservoir 3. The wick 6 may have one or more portions located within the reservoir 3 or otherwise be in fluid communication with the liquid in the reservoir 3 to be able to absorb the original liquid and transfer it by capillary action to other portions of the wick 6 that are adjacent to or in contact with the heater 4. In this way, the original liquid is heated and evaporated and then replaced by new original liquid from the reservoir, supplied to the heater 4 by the wick 6. The wick can be considered as a bridge, path or channel between the reservoir 3 and the heater 4 that delivers liquid from the reservoir to the heater. Terms such as channel, liquid channel, liquid transfer channel, liquid delivery channel, liquid transfer mechanism or element and liquid delivery mechanism or element may be used interchangeably to refer to the wick or the corresponding component or structure.

Комбинация нагревателя и фитиля (или аналогичного элемента) иногда называется атомайзером, а резервуар с жидкостью-источником и атомайзер вместе могут называться источником аэрозоля. Может использоваться другая терминология, например, узел доставки жидкости или узел передачи жидкости, причем в рассматриваемом контексте эти термины могут использоваться взаимозаменяемо для обозначения генерирующего пар элемента (парогенератора) плюс капиллярный или подобный компонент или конструкция (элемент транспортировки жидкости), который подает или передает жидкость, полученную из резервуара, в парогенератор для генерирования пара/аэрозоля. Возможны конструкции, в которых детали могут располагаться иначе, чем на весьма схематичном изображении, показанном на фиг. 1. Например, фитиль 6 может быть полностью отдельным от нагревателя 4 элементом, или нагреватель 4 может выполняться пористым и способным выполнять, по меньшей мере частично, функцию капиллярного впитывания (например, в виде металлической сетки). В электрическом или электронном устройстве элемент генерирования пара может быть электрическим нагревательным элементом, работающим на принципе омического/резистивного (джоулева) нагревания или на принципе индукционного нагревания. Таким образом, в целом распылитель можно рассматривать как один или несколько элементов, реализующих функцию генерирования пара или испаряющего элемента, способного генерировать пар из доставляемой к нему исходной жидкости, и элемента транспортировки или доставки жидкости, способного доставлять или транспортировать жидкость из резервуара или аналогичного хранилища жидкости к парогенератору за счет впитывающего действия/капиллярной силы. Распылитель обычно размещается в картомайзере системы генерирования пара. В некоторых конструкциях жидкость может подаваться из резервуара непосредственно в парогенератор без необходимости в отдельном капиллярном элементе. Варианты осуществления изобретения применимы ко всем конфигурациям, которые согласуются с приведенными в настоящем описанием примерами.The combination of the heater and the wick (or similar element) is sometimes called an atomizer, and the reservoir with the source liquid and the atomizer together may be called the aerosol source. Other terminology may be used, for example, a liquid delivery unit or a liquid transfer unit, and in the present context these terms may be used interchangeably to refer to a vapor-generating element (vapor generator) plus a capillary or similar component or structure (a liquid transport element) that supplies or transfers liquid received from the reservoir to the vapor generator for generating vapor/aerosol. Designs are possible in which the components may be arranged differently than in the very schematic representation shown in Fig. 1. For example, the wick 6 may be a completely separate element from the heater 4, or the heater 4 may be porous and capable of performing, at least in part, a capillary absorption function (for example, in the form of a metal mesh). In an electrical or electronic device, the vapor generating element may be an electrical heating element operating on the principle of ohmic/resistive (Joule) heating or on the principle of induction heating. Thus, in general, the atomizer can be considered as one or more elements implementing the function of generating vapor or an evaporating element capable of generating vapor from a source liquid delivered to it, and a liquid transport or delivery element capable of delivering or transporting liquid from a reservoir or similar liquid storage to a vapor generator due to an absorbent action/capillary force. The atomizer is usually located in a cartomizer of the vapor generating system. In some designs, liquid can be supplied from the reservoir directly to the vapor generator without the need for a separate capillary element. Embodiments of the invention are applicable to all configurations that are consistent with the examples given in the present description.

Как показано на фиг. 1, картомайзер 30 также включает в себя мундштук или мундштучную часть 35 с выходным отверстием для воздуха, через которое пользователь может вдыхать аэрозоль, генерируемый распылителем 4.As shown in Fig. 1, the cartomizer 30 also includes a mouthpiece or mouthpiece portion 35 with an air outlet through which the user can inhale the aerosol generated by the atomizer 4.

Компонент питания или блок 20 управления включает в себя элемент или батарею 5 (далее называемую батареей, которая может быть перезаряжаемой) для питания электрических компонентов электронной сигареты 10, в частности, для работы нагревателя 4. Кроме того, имеется контроллер 28, такой как печатная плата и/или другая электронная схема для общего управления электронной сигаретой. Контроллер 28 управляет нагревателем 4, используя энергию от батареи 5, когда требуется пар, например, в ответ на сигнал от датчика давления или расхода воздуха (не показан), который обнаруживает вдыхание через систему 10, во время которого воздух поступает через одно или несколько входных отверстий 26, выполненных в стенке блока 20 управления. Когда нагревательный элемент 4 приведен в действие, он испаряет исходную жидкость, подаваемую из резервуара 3 элементом 6 доставки жидкости, для образования аэрозоля, который затем вдыхается пользователем через отверстие в мундштуке 35. Аэрозоль переносится от источника аэрозоля к мундштуку 35 по одному или нескольким воздушным каналам (не показаны), которые соединяют входное отверстие 26 с источником аэрозоля и выходным отверстием, когда пользователь вдыхает через мундштук 35.The power component or control unit 20 includes an element or battery 5 (hereinafter referred to as a battery, which may be rechargeable) for powering the electrical components of the electronic cigarette 10, in particular for operating the heater 4. In addition, there is a controller 28, such as a printed circuit board and/or another electronic circuit for general control of the electronic cigarette. The controller 28 controls the heater 4 using energy from the battery 5 when vapor is required, for example, in response to a signal from a pressure or air flow sensor (not shown), which detects inhalation through the system 10, during which air enters through one or more inlet openings 26 made in the wall of the control unit 20. When the heating element 4 is activated, it vaporizes the source liquid supplied from the reservoir 3 by the liquid delivery element 6 to form an aerosol, which is then inhaled by the user through an opening in the mouthpiece 35. The aerosol is transferred from the aerosol source to the mouthpiece 35 via one or more air channels (not shown) that connect the inlet 26 to the aerosol source and the outlet when the user inhales through the mouthpiece 35.

Блок управления или секция 20 питания и картомайзер или узел 30 картриджа представляют собой отдельные соединяемые части, которые могут отделяться друг от друга в направлении, параллельном продольной оси, как показано сплошными стрелками на фиг. 1. Компоненты 20 и 30 соединены, когда устройство 10 используется, с помощью взаимодействующих элементов 21, 31 зацепления (например, винтового или байонетного соединения), которые обеспечивают механическое, а в некоторых случаях электрическое соединение между секцией 20 питания и узлом 30 картриджа. Электрическая связь требуется, если нагреватель 4 работает за счет омического нагревания, чтобы ток мог протекать через нагреватель 4, когда он подключен к батарее 5. В системах, в которых используется индукционный нагрев, гальваническая связь может отсутствовать, если в картомайзере 30 нет деталей, требующих электроэнергии. Индуктор может размещаться в секции 20 питания и снабжаться энергией от батареи 5, а картомайзер 30 и секция 20 питания имеют такую форму, что при их соединении обеспечивалось надлежащее воздействие создаваемого индуктором магнитного поля на нагреватель 4 с целью генерирования тока в материале нагревателя. Средства индукционного нагревания более подробно рассмотрены ниже. Конструкция, показанная на фиг. 1, представляет собой только примерную компоновку, и различные части и элементы могут по-разному распределяться между секцией 20 питания и секцией 30 узла картриджа, а также в ней могут размещаться другие компоненты и элементы. Две секции могут соединяться встык в продольной конфигурации, как показано на фиг. 1, или в другой конфигурации, такой как параллельное расположение бок о бок. Система может иметь или не иметь в целом цилиндрическую форму и/или в целом продолговатую форму. Любая из секций или обе секции или оба компонента могут быть одноразовыми и заменяться при их исчерпании (например, когда резервуар пуст или батарея разряжена) или приспособлены для многоразового использования, которое обеспечивается пополнением резервуара и зарядкой аккумулятора. В других примерах система 10 может быть унитарной, в которой секция 20 питания и картомайзер 30 располагаются в едином корпусе и не могут быть разделены. Изобретение применимо к любой из этих конфигураций и к другим известным специалистам в данной области техники конфигурациям.The control unit or power section 20 and the cartomizer or cartridge assembly 30 are separate connectable parts that can be separated from each other in a direction parallel to the longitudinal axis, as shown by the solid arrows in Fig. 1. The components 20 and 30 are connected when the device 10 is in use by cooperating engagement elements 21, 31 (for example, a screw or bayonet connection), which provide a mechanical and, in some cases, an electrical connection between the power section 20 and the cartridge assembly 30. Electrical communication is required if the heater 4 operates by ohmic heating, so that current can flow through the heater 4 when it is connected to the battery 5. In systems that use induction heating, galvanic communication may be absent if the cartomizer 30 does not have parts that require electrical energy. The inductor may be located in the power section 20 and supplied with energy from the battery 5, and the cartomizer 30 and the power section 20 are shaped such that when they are connected, the magnetic field generated by the inductor is properly applied to the heater 4 to generate a current in the material of the heater. The induction heating means are discussed in more detail below. The design shown in Fig. 1 is only an exemplary arrangement, and various parts and elements may be distributed differently between the power section 20 and the section 30 of the cartridge assembly, and other components and elements may be located in it. The two sections may be connected end to end in a longitudinal configuration, as shown in Fig. 1, or in another configuration, such as a parallel arrangement side by side. The system may or may not have a generally cylindrical shape and/or a generally elongated shape. Either section or both sections or both components may be disposable and replaced when exhausted (e.g. when the reservoir is empty or the battery is discharged) or adapted for multiple use, which is ensured by refilling the reservoir and charging the battery. In other examples, the system 10 may be unitary, in which the power section 20 and the cartomizer 30 are located in a single housing and cannot be separated. The invention is applicable to any of these configurations and to other configurations known to those skilled in the art.

На фиг. 2 показаны детали, собранные в картомайзер в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Картомайзер 40 состоит только из четырех деталей, которые могут собираться вместе путем приложения давления или сжатия, если они имеют соответствующую форму. Соответственно, изготовление может быть очень простым и понятным.Fig. 2 shows the parts assembled into a cartomizer according to one embodiment of the invention. The cartomizer 40 consists of only four parts, which can be assembled together by applying pressure or compression if they have the appropriate shape. Accordingly, the manufacture can be very simple and understandable.

Первая деталь представляет собой корпус 42, который ограничивает резервуар для хранения аэрозольобразующего материала субстрата (далее для краткости именуемого жидкостью). Корпус 42 имеет в целом трубчатую форму, которая в этом примере имеет круглое поперечное сечение и содержит стенку или стенки, форма которых определяет различные части резервуара и другие элементы. Цилиндрическая внешняя боковая стенка 44 открыта на ее нижнем конце отверстием 46, через которое резервуар может заполняться жидкостью и к которому могут присоединяться другие детали. Она определяет наружный объем или размеры резервуара. Указание на элементы или детали, расположенные снаружи резервуара, предназначено для обозначения того, что деталь находится вне или частично за пределами области, ограниченной внешней стенкой 44.The first part is a housing 42, which defines a reservoir for storing an aerosol-forming substrate material (hereinafter referred to as liquid for brevity). The housing 42 has a generally tubular shape, which in this example has a circular cross-section and contains a wall or walls, the shape of which determines various parts of the reservoir and other elements. The cylindrical outer side wall 44 is open at its lower end by an opening 46, through which the reservoir can be filled with liquid and to which other parts can be connected. It defines the outer volume or dimensions of the reservoir. The reference to elements or parts located outside the reservoir is intended to indicate that the part is outside or partially outside the area limited by the outer wall 44.

Внутри внешней боковой стенки 44 концентрично ей расположена цилиндрическая внутренняя стенка 48. Такая конструкция определяет кольцевой объем 50 между внешней стенкой 44 и внутренней стенкой 48, который представляет собой пространство для удержания жидкости, т.е. резервуар. Наружная стенка 44 и внутренняя стенка 48 соединены (например, верхней стенкой или в результате схождения стенок друг с другом), чтобы закрыть верхний край объема 50 резервуара. Внутренняя стенка 48 открыта на нижнем конце отверстием 52, а также и на верхнем конце. Трубчатое внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой, представляет собой проход или канал 54 для воздушного потока, который в собранной системе переносит выработанный аэрозоль из распылителя к выходному отверстию мундштука системы для вдыхания пользователем. Отверстие 56 на верхнем торце внутренней стенки 48 может быть выходным отверстием мундштука, или к корпусу 42 или вокруг него может присоединяться отдельный мундштук, имеющий канал, соединяющий отверстие 56 с выпускным отверстием мундштука.Inside the outer side wall 44, concentrically therewith, a cylindrical inner wall 48 is arranged. Such a design defines an annular volume 50 between the outer wall 44 and the inner wall 48, which is a space for holding liquid, i.e. a reservoir. The outer wall 44 and the inner wall 48 are connected (for example, by an upper wall or as a result of the convergence of the walls with each other) to close the upper edge of the volume 50 of the reservoir. The inner wall 48 is open at the lower end by an opening 52, and also at the upper end. The tubular inner space, limited by the inner wall, is a passage or channel 54 for the air flow, which in the assembled system carries the generated aerosol from the nebulizer to the outlet opening of the mouthpiece of the system for inhalation by the user. The opening 56 at the upper end of the inner wall 48 may be the outlet opening of the mouthpiece, or a separate mouthpiece having a channel connecting the opening 56 with the outlet opening of the mouthpiece may be attached to or around the body 42.

Корпус 42 может быть выполнен из формованного пластического материала, например, способом литья под давлением. В примере, показанном на фиг. 2, корпус сформирован из прозрачного материала; это позволяет пользователю контролировать уровень или количество жидкости в резервуаре 44. В качестве альтернативы, корпус может быть полностью непрозрачным или непрозрачным, но с прозрачным окном, через которое можно контролировать уровень жидкости. В некоторых примерах пластический материал может быть жестким.The housing 42 may be formed from a molded plastic material, such as by injection molding. In the example shown in Fig. 2, the housing is formed from a transparent material; this allows the user to monitor the level or amount of liquid in the reservoir 44. Alternatively, the housing may be completely opaque or opaque but with a transparent window through which the liquid level can be monitored. In some examples, the plastic material may be rigid.

Вторая деталь картомайзера 40 представляет собой элемент 60 направления потока, который в этом примере также имеет круглое поперечное сечение, а его форма приспособлена для взаимодействия с нижним концом корпуса 42. Элемент 60 направления потока по сути представляет собой пробку и выполнен с возможностью выполнения множества функций. Когда он вставлен в нижний конец корпуса 42, он соединяется с отверстием 46, чтобы закрывать и герметизировать объем 50 резервуара, и соединяется с отверстием 52, чтобы закрывать и изолировать канал 54 для воздушного потока от объема 50 резервуара. Кроме того, элемент 60 направления потока имеет по меньшей мере один проходящий через него канал для жидкости, по которому жидкость попадает из объема 50 резервуара в пространство, внешнее по отношению к резервуару, которое является камерой, в которой пар/аэрозоль генерируется путем нагревания жидкости. Также элемент 60 направления потока имеет по меньшей мере еще один проходящий через него канал для потока аэрозоля, по которому выработанный аэрозоль переносится из пространства камеры 82 выработки аэрозоля в канал 54 для воздушного потока в корпусе 42, так что аэрозоль доставляется к отверстию мундштука для вдыхания пользователем.The second part of the cartomizer 40 is a flow direction element 60, which in this example also has a circular cross-section, and its shape is adapted to interact with the lower end of the housing 42. The flow direction element 60 is essentially a plug and is designed to perform multiple functions. When it is inserted into the lower end of the housing 42, it connects to the opening 46 to close and seal the reservoir volume 50, and connects to the opening 52 to close and isolate the air flow channel 54 from the reservoir volume 50. In addition, the flow direction element 60 has at least one liquid channel passing through it, through which the liquid enters from the reservoir volume 50 into a space external to the reservoir, which is a chamber in which the vapor/aerosol is generated by heating the liquid. Also, the flow direction element 60 has at least one more aerosol flow channel passing through it, through which the generated aerosol is transferred from the space of the aerosol generation chamber 82 to the air flow channel 54 in the housing 42, so that the aerosol is delivered to the mouthpiece opening for inhalation by the user.

Элемент 60 направления потока может изготавливаться из гибкого упругого материала, такого как силикон, чтобы его можно было легко вводить в зацепление с корпусом 46 посредством фрикционной посадки. Кроме того, элемент 60 направления потока имеет гнездо или образование аналогичной формы (не показано) на своей нижней поверхности 62, противоположной верхней поверхности или поверхностям 64, которые входят в зацепление с корпусом 42. Гнездо принимает и поддерживает распылитель 70, являющийся третьей деталью картомайзера 40.The flow direction element 60 may be made of a flexible elastic material, such as silicone, so that it can be easily engaged with the housing 46 by means of a friction fit. In addition, the flow direction element 60 has a socket or a formation of a similar shape (not shown) on its lower surface 62, opposite the upper surface or surfaces 64, which are engaged with the housing 42. The socket receives and supports the atomizer 70, which is the third part of the cartomizer 40.

Распылитель 70 имеет удлиненную форму с первым концом 72 и вторым концом 74, расположенными на противоположных концах его удлиненной формы. В собранном картомайзере распылитель вставлен своим первым концом 72 в гнездо элемента 60 направления потока в направлении корпуса 42 резервуара. Таким образом, первый конец 72 распылителя поддерживается элементом 60 направления потока, а распылитель 70 продолжается в продольном направлении наружу от резервуара по существу вдоль продольной оси, определяемой частями корпуса 42 концентрической формы. Второй конец 74 распылителя 70 остается свободным, т.е. распылитель 70 установлен консольно, выступая наружу из внешних границ резервуара. Распылитель 70 выполняет функции впитывания и нагревания для генерирования аэрозоля и содержит электрический нагреватель, действующий как индукционный приемник, и пористую часть, выполненную с возможностью впитывания жидкости из резервуара и подвода ее к нагревателю. Примеры выполнения распылителя 70 более подробно описаны ниже.The atomizer 70 has an elongated shape with a first end 72 and a second end 74 located at opposite ends of its elongated shape. In the assembled cartomizer, the atomizer is inserted with its first end 72 into the seat of the flow direction element 60 in the direction of the reservoir body 42. Thus, the first end 72 of the atomizer is supported by the flow direction element 60, and the atomizer 70 continues in the longitudinal direction outward from the reservoir substantially along the longitudinal axis determined by the parts of the body 42 of a concentric shape. The second end 74 of the atomizer 70 remains free, i.e. the atomizer 70 is mounted cantilevered, protruding outward from the outer boundaries of the reservoir. The atomizer 70 performs the functions of absorption and heating for generating an aerosol and contains an electric heater acting as an induction receiver, and a porous part made with the possibility of absorbing liquid from the reservoir and supplying it to the heater. Examples of the implementation of the atomizer 70 are described in more detail below.

Четвертая деталь картомайзера 40 представляет собой кожух 80, в этом примере имеющий круглое поперечное сечение. Он содержит цилиндрическую боковую стенку 81, которая может быть закрыта стенкой основания для ограничения центральной полости камеры 82 выработки аэрозоля. Верхний ободок 84 боковой стенки 81 вокруг отверстия 86 имеет форму, обеспечивающую зацепление кожуха 80 с деталями взаимно соответствующих форм на элементе 60 направления потока, так что кожух 80 может соединяться с элементом 60 после вставки распылителя 70 в гнездо этого элемента 60. Таким образом, элемент 60 направления потока действует как крышка, закрывающая центральную полость камеры 82 выработки аэрозоля, которое образует камеру выработки аэрозоля, в которой расположен распылитель 70. Отверстие 86 обеспечивает сообщение с каналом для жидкости и с каналом для потока аэрозоля в элементе 60 направления потока, так что жидкость может доставляться к распылителю, а образовавшийся аэрозоль может удаляться из камеры выработки аэрозоля. Чтобы поток воздуха проходил через камеру выработки аэрозоля и через распылитель 70 и собирать пар так, чтобы он увлекался воздушным потоком с образованием аэрозоля, стенка или стенки 81 корпуса 80 имеют одно или несколько отверстий или перфораций, позволяющих воздуху втягиваться в камеру выработки аэрозоля, когда пользователь вдыхает через отверстие мундштука картомайзера.The fourth part of the cartomizer 40 is a casing 80, in this example having a circular cross-section. It comprises a cylindrical side wall 81, which can be closed by a base wall to limit the central cavity of the aerosol generation chamber 82. The upper rim 84 of the side wall 81 around the opening 86 has a shape that ensures the engagement of the casing 80 with parts of mutually corresponding shapes on the flow direction element 60, so that the casing 80 can be connected to the element 60 after the insertion of the atomizer 70 into the seat of this element 60. Thus, the flow direction element 60 acts as a cover that closes the central cavity of the aerosol generation chamber 82, which forms an aerosol generation chamber in which the atomizer 70 is located. The opening 86 provides communication with the liquid channel and with the aerosol flow channel in the flow direction element 60, so that the liquid can be delivered to the atomizer, and the formed aerosol can be removed from the aerosol generation chamber. In order to allow air to flow through the aerosol generation chamber and through the atomizer 70 and collect the vapor so that it is entrained in the air flow to form an aerosol, the wall or walls 81 of the housing 80 have one or more openings or perforations that allow air to be drawn into the aerosol generation chamber when the user inhales through the opening of the mouthpiece of the cartomizer.

Кожух 80 может формироваться из пластического материала, например, способом литья под давлением. Он может формироваться из жесткого материала, так что он может легко входить в контакт с элементом направления потока путем сдвигания двух деталей по направлению друг к другу.The casing 80 may be formed from a plastic material, for example by injection molding. It may be formed from a rigid material so that it can easily come into contact with the flow guide element by sliding the two parts toward each other.

Как отмечалось выше, элемент направления потока может изготавливаться из гибкого упругого материала и может удерживать соединенные с ним детали, а именно корпус 42, распылитель 70 и кожух 80, посредством фрикционной посадки. Поскольку эти детали могут быть более жесткими, упругость элемента направления потока, позволяющая ему деформироваться при прижатии к этим другим деталям, компенсирует любые незначительные погрешности в размерах изготовленных частей. Таким образом, элемент направления потока может компенсировать погрешности изготовления всех деталей, обеспечивая при этом качественную сборку деталей в целом для формирования картомайзера 40. Таким образом, требования к точности изготовления корпуса 42, распылителя 70 и корпуса 80 могут быть несколько смягчены, что снижает производственные затраты.As noted above, the flow direction element can be made of a flexible elastic material and can hold the parts connected to it, namely the housing 42, the atomizer 70 and the casing 80, by means of a friction fit. Since these parts can be more rigid, the elasticity of the flow direction element, allowing it to deform when pressed against these other parts, compensates for any minor errors in the dimensions of the manufactured parts. Thus, the flow direction element can compensate for manufacturing errors in all parts, while ensuring a high-quality assembly of the parts as a whole to form the cartomizer 40. Thus, the requirements for the accuracy of manufacturing the housing 42, the atomizer 70 and the housing 80 can be somewhat relaxed, which reduces production costs.

На фиг. 3 показан картомайзер по фиг. 1 в собранном состоянии. Можно видеть, что элемент 60 направления потока на своих верхних поверхностях имеет форму, позволяющую охватывать отверстие 52, образованное нижним краем внутренней стенки 48 корпуса 42 резервуара, и форму концентрично снаружи, чтобы взаимодействовать с отверстием 46, ограниченным нижним краем внешней стенки 44 корпуса 42, чтобы герметизировать как пространство 50 резервуара, так и канал 54 для воздушного потока.Fig. 3 shows the cartomizer according to Fig. 1 in the assembled state. It can be seen that the flow direction element 60 has a shape on its upper surfaces that allows it to cover the opening 52 formed by the lower edge of the inner wall 48 of the housing 42 of the reservoir, and a shape concentrically on the outside to interact with the opening 46 limited by the lower edge of the outer wall 44 of the housing 42, in order to seal both the space 50 of the reservoir and the channel 54 for the air flow.

Элемент 60 направления потока имеет канал 63 для жидкости, который позволяет потоку жидкости L из объема 50 резервуара попадать через элемент направления потока в пространство 65, расположенное под элементом 60 направления потока. Кроме того, имеется канал 66 для потока аэрозоля, который позволяет потоку аэрозоля и воздуха A проходить из пространства 65 через элемент 60 направления потока в канал 54 для воздушного потока.The flow direction element 60 has a channel 63 for liquid, which allows the flow of liquid L from the volume 50 of the reservoir to enter through the flow direction element into the space 65 located under the flow direction element 60. In addition, there is a channel 66 for the flow of aerosol, which allows the flow of aerosol and air A to pass from the space 65 through the flow direction element 60 into the channel 54 for the air flow.

Кожух 80 имеет форму верхнего ободка, позволяющую взаимодействовать с соответствующими фасонными частями на нижней поверхности элемента 60 направления потока, чтобы формировать камеру 82 выработки аэрозоля по существу за пределами внешних размеров объема 50 резервуара, расположенного внутри корпуса 42. В этом примере кожух 80 имеет отверстие 87 на верхнем конце рядом с элементом 60 направления потока. Это совпадает с пространством 65, с которым сообщаются канал 63 для жидкости и канал 66 для потока аэрозоля, позволяя жидкости попадать в камеру 82 выработки аэрозоля, а аэрозолю выходить из этой камеры 82 через каналы в элементе 60 направления потока.The casing 80 has a shape of an upper rim, allowing to interact with corresponding shaped parts on the lower surface of the flow direction element 60, in order to form an aerosol generation chamber 82 substantially outside the external dimensions of the volume 50 of the reservoir, located inside the housing 42. In this example, the casing 80 has an opening 87 at the upper end near the flow direction element 60. This coincides with the space 65, with which the channel 63 for liquid and the channel 66 for the flow of aerosol communicate, allowing liquid to enter the aerosol generation chamber 82, and the aerosol to exit this chamber 82 through the channels in the flow direction element 60.

В этом примере отверстие 87 также действует как гнездо для установки первого поддерживаемого конца 72 распылителя 70 (в описании фиг. 2 гнездо распылителя было упомянуто как сформированное в элементе направления потока; может использоваться любой вариант). Таким образом, жидкость, поступающая через канал 63, подается непосредственно к первому концу 72 распылителя 70 для абсорбции и впитывания, а воздух или аэрозоль могут проходить через распылитель 70 и попадать в канал 66 для потока аэрозоля. Второй конец 74 распылителя 70 удален от пространства 50 резервуара и не имеет опоры внутри камеры 82 аэрозолирования. Таким образом, распылитель 70 поддерживается консольно.In this example, the opening 87 also acts as a seat for mounting the first supported end 72 of the atomizer 70 (in the description of Fig. 2, the seat of the atomizer was mentioned as being formed in the flow direction element; any variant can be used). Thus, the liquid entering through the channel 63 is supplied directly to the first end 72 of the atomizer 70 for absorption and absorption, and air or aerosol can pass through the atomizer 70 and enter the channel 66 for the aerosol flow. The second end 74 of the atomizer 70 is removed from the space 50 of the reservoir and has no support inside the aerosolization chamber 82. Thus, the atomizer 70 is supported cantilevered.

Распылитель 70 выполнен в виде пористого стержневого элемента, который действует как впитывающий компонент распылителя 70. В этом примере стержень имеет цилиндрическую форму. На одну или несколько поверхностей по меньшей мере нижней части распылителя вблизи второго конца 74, расположенного в камере 82 выработки аэрозоля, нанесено металлическое покрытие (на фиг. 3 не показано). Покрытие действует в качестве нагревательного элемента распылителя 70, являясь токоприемником для индукционного нагрева. Жидкость, поступающая в пространство 65, всасывается за счет впитывающей способности пористого материала распылителя 70 и переносится вниз к нагревательному элементу. Нагревание с помощью индукции будет описано ниже.The atomizer 70 is made in the form of a porous rod element, which acts as an absorbent component of the atomizer 70. In this example, the rod has a cylindrical shape. On one or more surfaces of at least the lower part of the atomizer near the second end 74, located in the aerosol generation chamber 82, a metal coating is applied (not shown in Fig. 3). The coating acts as a heating element of the atomizer 70, being a current collector for induction heating. Liquid entering the space 65 is sucked in due to the absorbency of the porous material of the atomizer 70 and is transferred downwards to the heating element. Heating by induction will be described below.

Пример, показанный на фиг. 2 и 3, имеет детали с по существу круговой симметрией в плоскости, ортогональной продольному размеру собранного картомайзера, следовательно, не требуется какая-либо ориентация деталей в плоскостях, в которых они соединяются вместе, что позволяет облегчить изготовление. Детали могут соединяться друг с другом в любой ориентации относительно продольной оси, поэтому нет необходимости размещать детали в определенной ориентации перед сборкой. Однако симметричная форма не обязательна, и детали могут иметь альтернативную форму.The example shown in Fig. 2 and 3 has parts with substantially circular symmetry in a plane orthogonal to the longitudinal dimension of the assembled cartomizer, therefore, no orientation of the parts in the planes in which they are connected together is required, which allows for easier manufacturing. The parts can be connected to each other in any orientation relative to the longitudinal axis, so there is no need to place the parts in a specific orientation before assembly. However, the symmetrical shape is not required, and the parts can have alternative shapes.

На фиг. 4 показан в разрезе еще один пример собранного картомайзера, также содержащего корпус резервуара, элемент направления потока, распылитель и кожух. Однако в этом примере в плоскости, ортогональной продольной оси картомайзера 40, по меньшей мере некоторые из деталей имеют овальную, а не круглую форму и расположены таким образом, чтобы иметь симметрию вдоль большой и малой осей овала. Элементы зеркально симметричны относительно как большой, так и малой осей овала. Это означает, что при сборке детали могут иметь любую из двух ориентаций, повернутых на 180° относительно друг друга вокруг продольной оси. Опять же, сборка упрощается по сравнению со сборкой системы, состоящей из деталей, не имеющих симметрии.Fig. 4 shows a sectional view of another example of an assembled cartomizer, also comprising a reservoir body, a flow direction element, an atomizer and a housing. However, in this example, in a plane orthogonal to the longitudinal axis of the cartomizer 40, at least some of the parts are oval rather than circular in shape and are arranged in such a way as to have symmetry along the major and minor axes of the oval. The elements are mirror symmetrical with respect to both the major and minor axes of the oval. This means that, when assembled, the parts can have either of two orientations, rotated 180° relative to each other around the longitudinal axis. Again, assembly is simplified compared to the assembly of a system consisting of parts that do not have symmetry.

В этом примере кожух 80 также содержит боковую стенку 81, которая сформирована таким образом, что она имеет различные поперечные сечения в разных точках вдоль продольной оси кожуха, и стенку 83 основания, ограничивающие пространство, которое формирует камеру 82 выработки аэрозоля. К своему верхнему концу кожух расширяется до большего поперечного сечения, чтобы обеспечить место для размещения элемента 60 направления потока. Участок корпуса 80 с большим поперечным сечением имеет, как правило, овальное поперечное сечение (фиг. 4 B), а участок с более узким поперечным сечением корпуса имеет в целом круглое поперечное сечение (фиг.4 C). Верхний ободок 84 корпуса вокруг верхнего отверстия 86 имеет форму, обеспечивающую зацепление с соответствующей формой на корпусе 42 резервуара. Эта форма и зацепление показаны на фиг. 4 в упрощенном виде; в действительности будет сложнее обеспечить относительно непроницаемое для воздуха и жидкости соединение. Кожух 80 имеет по меньшей мере одно отверстие 85, в данном случае в стенке 83 основания, чтобы позволять воздуху попадать в камеру выработки аэрозоля во время вдыхания пользователя.In this example, the housing 80 also comprises a side wall 81 which is formed in such a way that it has different cross-sections at different points along the longitudinal axis of the housing, and a base wall 83 which define a space which forms an aerosol generation chamber 82. Towards its upper end, the housing widens to a larger cross-section in order to provide space for accommodating the flow guiding element 60. The section of the housing 80 with a larger cross-section has, as a rule, an oval cross-section (Fig. 4 B), and the section with a narrower cross-section of the housing has a generally circular cross-section (Fig. 4 C). The upper rim 84 of the housing around the upper opening 86 has a shape which ensures engagement with a corresponding shape on the housing 42 of the reservoir. This shape and engagement are shown in Fig. 4 in a simplified form; in reality it will be more difficult to ensure a relatively air- and liquid-tight connection. The housing 80 has at least one opening 85, in this case in the wall 83 of the base, to allow air to enter the aerosol generation chamber during inhalation by the user.

В данном примере корпус 42 резервуара имеет иную форму по сравнению с примерами по фиг. 2 и 3. Наружная стенка 44 определяет внутреннее пространство, которое разделено на три области двумя внутренними стенками 48. Области расположены рядом друг с другом. Центральная область между двумя внутренними стенками 48 представляет собой объем 50 резервуара для удержания жидкости. Эта область закрыта сверху верхней стенкой корпуса. Отверстие 46 в основании объема резервуара позволяет подавать жидкость из резервуара в камеру 82 выработки аэрозоля. Две боковые области между внешней стенкой 44 и внутренними стенками 48 представляют собой каналы 54 для воздушного потока. Каждый из них имеет отверстие 52 на нижнем конце для входа аэрозоля и отверстие 56 мундштука на его верхнем конце (снаружи к корпусу 42 резервуара может добавляться отдельный мундштук).In this example, the housing 42 of the reservoir has a different shape compared to the examples of Figs. 2 and 3. The outer wall 44 defines an internal space, which is divided into three regions by two inner walls 48. The regions are located next to each other. The central region between the two inner walls 48 is a volume 50 of the reservoir for holding liquid. This region is closed from above by the upper wall of the housing. An opening 46 in the base of the volume of the reservoir allows liquid to be supplied from the reservoir to the aerosol generation chamber 82. The two lateral regions between the outer wall 44 and the inner walls 48 are channels 54 for the air flow. Each of them has an opening 52 at the lower end for the entrance of the aerosol and an opening 56 of the mouthpiece at its upper end (a separate mouthpiece can be added to the outside of the housing 42 of the reservoir).

Элемент 60 направления поток (заштрихован для ясности) находится в зацеплении с нижним краем корпуса 42 посредством фасонных участков для зацепления с отверстиями 46 и 52 в корпусе 42 для герметизации объема 50 резервуара и каналов 54 для потока воздуха. Элемент 60 направления потока имеет единственный центрально расположенный канал 63 для жидкости, выровненный с отверстием 46 в резервуаре, для транспортировки жидкости L из резервуара в камеру 82 выработки аэрозоля. Кроме того, имеется два канала 66 для потока аэрозоля, каждый из которых продолжается от входного отверстия камеры 82 выработки аэрозоля до входного отверстия в каналы 54 для воздушного потока, по которым воздух, поступающий в камеру выработки аэрозоля через отверстие 83 и захватывающий пар в камере 82 выработки аэрозоля, проходит в каналы 54 к выходным отверстиям 56 мундштука.The flow direction element 60 (shaded for clarity) is engaged with the lower edge of the housing 42 by means of shaped sections for engaging with the openings 46 and 52 in the housing 42 for sealing the volume 50 of the reservoir and the air flow channels 54. The flow direction element 60 has a single centrally located channel 63 for liquid, aligned with the opening 46 in the reservoir, for transporting liquid L from the reservoir to the aerosol generation chamber 82. In addition, there are two channels 66 for the aerosol flow, each of which continues from the inlet opening of the aerosol generation chamber 82 to the inlet opening into the air flow channels 54, through which the air entering the aerosol generation chamber through the opening 83 and entraining the vapor in the aerosol generation chamber 82 passes into the channels 54 to the outlet openings 56 of the mouthpiece.

Распылитель 70 устанавливается путем вставки его первого конца 72 в канал 63 для жидкости элемента 60 направления потока. Таким образом, в этом примере канал 63 для жидкости действует как гнездо для консольной установки распылителя 70. Первый конец 72 распылителя 70 напрямую снабжается жидкостью, поступающей в канал 63 из резервуара 50, и жидкость всасывается благодаря капиллярным свойствам распылителя 70 и подается вдоль распылителя для нагревания нагревателем (не показан) распылителя 70, который расположен в камере 82 выработки аэрозоля.The atomizer 70 is mounted by inserting its first end 72 into the liquid channel 63 of the flow direction element 60. Thus, in this example, the liquid channel 63 acts as a seat for the console mounting of the atomizer 70. The first end 72 of the atomizer 70 is directly supplied with liquid entering the channel 63 from the reservoir 50, and the liquid is sucked in due to the capillary properties of the atomizer 70 and fed along the atomizer for heating by a heater (not shown) of the atomizer 70, which is located in the aerosol generation chamber 82.

На фиг. 4 (A), (B) и (C) показаны поперечные сечения картомайзера 40 в соответствующих положениях вдоль продольной оси картомайзера 40.Fig. 4 (A), (B) and (C) show cross-sections of the cartomizer 40 at corresponding positions along the longitudinal axis of the cartomizer 40.

Хотя изобретение относится к распылителям, в которых нагрев осуществляется посредством резистивного нагрева, требующего электрических подключений к нагревательному элементу для прохождения тока, конструкция картомайзера имеет особое значение для использования индукционного нагрева. Это процесс, при котором электропроводящий элемент, обычно выполненный из металла, нагревается за счет электромагнитной индукции посредством вихревых токов, протекающих в элементе, который генерирует тепло. Индуктор (рабочая катушка) работает как электромагнит, когда через него пропускается высокочастотный переменный ток от генератора, что приводит к созданию магнитного поля. Когда проводящий элемент находится в потоке магнитного поля, поле проникает в этот элемент и вызывает в нем вихревые токи. Они протекают в элементе и генерируют тепло при преодолении электрического сопротивления элемента за счет джоулева нагревания, точно так же, как тепло вырабатывается в резистивном электронагревательном элементе при пропускании через него тока. Привлекательной особенностью индукционного нагрева является отсутствие необходимости в гальваническом соединении с электропроводящим элементом; вместо чего требуется, чтобы в области, занимаемой нагревательным элементом, создавалась достаточная плотность магнитного потока. В системах предоставления пара, где требуется выделение тепла вблизи жидкости, это выгодно, поскольку может обеспечиваться более эффективное разделение жидкости и электрического тока. Предполагая, что в картомайзере отсутствуют другие элементы, требующие электропитания, нет необходимости в каком-либо электрическом соединении картомайзера с секцией питания, и стенка картомайзера может обеспечивать более надежный барьер для жидкости, уменьшая вероятность утечки.Although the invention relates to atomizers in which heating is achieved by means of resistive heating, requiring electrical connections to the heating element for the passage of current, the design of the cartomizer is of particular importance for the use of induction heating. This is a process in which an electrically conductive element, usually made of metal, is heated by electromagnetic induction through eddy currents flowing in the element that generates the heat. The inductor (working coil) operates as an electromagnet when a high-frequency alternating current from a generator is passed through it, which leads to the creation of a magnetic field. When the conductive element is in the flow of the magnetic field, the field penetrates this element and induces eddy currents in it. These flow in the element and generate heat when overcoming the electrical resistance of the element due to Joule heating, in the same way as heat is generated in a resistive electric heating element when current is passed through it. An attractive feature of induction heating is the absence of the need for a galvanic connection to the electrically conductive element; instead, it requires that a sufficient magnetic flux density be created in the area occupied by the heating element. In vapor delivery systems where heat generation is required near the liquid, this is advantageous because more efficient separation of the liquid and the electrical current can be achieved. Assuming that there are no other components in the cartomizer that require electrical power, there is no need for any electrical connection from the cartomizer to the power section, and the cartomizer wall can provide a more reliable barrier to the liquid, reducing the likelihood of leakage.

Индукционное нагревание эффективно для прямого нагревания электропроводящего элемента, как описано выше, но также может использоваться для косвенного нагревания непроводящего элемента. В системе предоставления пара необходимо обеспечить теплом жидкость в пористой капиллярной части распылителя, чтобы вызвать испарение. Для непрямого нагревания посредством индукции электропроводящий элемент должен быть расположен рядом или в контакте с элементом, который необходимо нагреть, и между рабочей катушкой и нагреваемым элементом. Рабочая катушка нагревает проводящий элемент за счет индукционного нагрева, и тепло передается за счет теплового излучения или теплопроводности непроводящему элементу. В таком устройстве проводящий элемент называется токоприемником. Таким образом, в распылителе нагревательный компонент может выполняться из электропроводящего материала (обычно из металла), который используется в качестве индукционного токоприемника для передачи тепловой энергии пористой части распылителя.Induction heating is effective for direct heating of an electrically conductive element as described above, but can also be used for indirect heating of a non-conductive element. In a vapor supply system, it is necessary to provide heat to a liquid in a porous capillary portion of an atomizer to cause evaporation. For indirect heating by induction, the electrically conductive element must be located near or in contact with the element to be heated and between the working coil and the element to be heated. The working coil heats the conductive element by induction heating, and the heat is transferred by thermal radiation or conduction to the non-conductive element. In such a device, the conductive element is called a current collector. Thus, in an atomizer, the heating component can be made of an electrically conductive material (usually metal), which is used as an induction current collector to transfer thermal energy to the porous portion of the atomizer.

На фиг. 5 упрощенно показана система предоставления пара, содержащая картомайзер 40 и секцию 20 питания, приспособленную для индукционного нагревания. Картомайзер 40 может быть таким, как показано в примерах ро фиг. 2, 3 и 4 (хотя не исключены и другие конструкции), и изображен в общих чертах только для простоты. Картомайзер 40 содержит распылитель 70, в котором обеспечивается индукционное нагревание, так что функция нагревания обеспечивается токоприемником (на чертеже не показан). Распылитель 70 расположен в нижней части картомайзера 40 и окружен кожухом 80, который не только ограничивает камеру выработки аэрозоля, но также обеспечивает определенную степень защиты распылителя 70, который может являться относительно уязвимым для повреждения вследствие его консольного крепления. Тем не менее, консольный монтаж распылителя 70 обеспечивает эффективное индукционное нагревание, поскольку распылитель 70 может вставляться во внутреннее пространство катушки 90, и, в частности, резервуар располагается на удалении от внутреннего пространства катушки 90. Соответственно, в секции 20 питания имеется углубление 22, в которое входит кожух 80 картомайзера 40, когда он соединен с секцией питания для использования (посредством, например, фрикционной посадки, зажимного действия, винтовой резьбы или магнитной защелки). Индуктор 90 расположен в секции 20 питания таким образом, чтобы окружать углубление 22, причем катушка 90 имеет продольную ось, вокруг которой проходят отдельные витки катушки, и длину, которая по существу соответствует длине токоприемника, так что катушка 90 и токоприемник перекрываются, когда картомайзер 40 и секция 20 питания соединены друг с другом. В других вариантах выполнения длина катушки может не соответствовать длине токоприемника, например, длина токоприемника может быть меньше длины катушки, или длина токоприемника может быть больше длины катушки. Таким образом, токоприемник находится в магнитном поле, создаваемом катушкой 90. Если упомянутые элементы расположены так, что разделение токоприемника и окружающей катушки минимально, магнитный поток, пронизывающий токоприемник, будет выше, и эффект нагревания станет более значительным. Тем не менее, разделение по меньшей мере частично задается шириной камеры 82 выработки аэрозоля, размер которой должен быть таким, чтобы обеспечивать адекватный поток воздуха вокруг распылителя и исключать захват капель жидкости. Эти два требования должны быть сбалансированы друг с другом при определении размеров и расположения различных элементов.In Fig. 5 a system for providing steam is shown in a simplified form, comprising a cartomizer 40 and a feed section 20 adapted for induction heating. The cartomizer 40 may be as shown in the examples of Figs. 2, 3 and 4 (although other designs are not excluded) and is shown in general terms only for the sake of simplicity. The cartomizer 40 comprises an atomizer 70 in which induction heating is provided, so that the heating function is provided by a current collector (not shown in the drawing). The atomizer 70 is located in the lower part of the cartomizer 40 and is surrounded by a casing 80, which not only defines the aerosol generation chamber, but also provides a certain degree of protection for the atomizer 70, which may be relatively vulnerable to damage due to its cantilever mounting. However, the console mounting of the atomizer 70 provides effective induction heating, since the atomizer 70 can be inserted into the interior of the coil 90, and, in particular, the reservoir is located at a distance from the interior of the coil 90. Accordingly, in the supply section 20 there is a recess 22, into which the casing 80 of the cartomizer 40 fits when it is connected to the supply section for use (by means of, for example, a friction fit, a clamping action, a screw thread or a magnetic latch). The inductor 90 is located in the supply section 20 so as to surround the recess 22, and the coil 90 has a longitudinal axis around which individual turns of the coil pass, and a length that substantially corresponds to the length of the current collector, so that the coil 90 and the current collector overlap when the cartomizer 40 and the supply section 20 are connected to each other. In other embodiments, the length of the coil may not correspond to the length of the current collector, for example, the length of the current collector may be shorter than the length of the coil, or the length of the current collector may be longer than the length of the coil. Thus, the current collector is in the magnetic field generated by the coil 90. If the mentioned elements are arranged so that the separation of the current collector and the surrounding coil is minimal, the magnetic flux penetrating the current collector will be higher, and the heating effect will become more significant. However, the separation is at least partially determined by the width of the aerosol generation chamber 82, the size of which must be such as to ensure adequate air flow around the atomizer and to exclude the capture of liquid droplets. These two requirements must be balanced with each other when determining the sizes and arrangement of the various elements.

Секция 20 питания содержит аккумулятор 5 для снабжения катушки 90 электроэнергией с соответствующей частотой переменного тока. Также в систему входит контроллер 28 для управления подачей энергии, когда требуется генерирование пара, и, возможно, для обеспечения других функций управления системой предоставления пара, которые здесь не рассматриваются. Секция питания может также включать в себя другие элементы, которые не показаны на чертежах и не имеют отношения к настоящему обсуждению.The supply section 20 comprises a battery 5 for supplying the coil 90 with electric power of the appropriate alternating current frequency. Also included in the system is a controller 28 for controlling the supply of energy when steam generation is required and, possibly, for providing other functions for controlling the steam supply system that are not discussed here. The supply section may also include other elements that are not shown in the drawings and are not relevant to the present discussion.

На фиг. 5 показана собой линейно расположенная система, в которой секция 20 питания и картомайзер 40 соединены встык, чтобы получить форму пишущей ручки.Fig. 5 shows a linearly arranged system in which the feed section 20 and the cartomizer 40 are connected end to end to obtain the shape of a writing pen.

На фиг. 6 упрощенно показана альтернативная конструкция, в которой картомайзер 40 представляет собой мундштук для более коробчатой конструкции, в которой батарея 5 расположена в секции 20 питания с одной из сторон картомайзера 40. Возможны и другие варианты выполнения.Fig. 6 shows a simplified alternative design in which the cartomizer 40 is a mouthpiece for a more box-like design in which the battery 5 is located in the power section 20 on one side of the cartomizer 40. Other embodiments are also possible.

Распылитель 70 представляет собой пористый элемент, форма и размер которого определяются удлиненной стержневидной деталью (также называемой здесь «удлиненным стержнем»), выполненной из пористого материала, причем пористый материал представляет собой керамический материал.The atomizer 70 is a porous element, the shape and size of which are determined by an elongated rod-shaped part (also referred to herein as an "elongated rod") made of a porous material, wherein the porous material is a ceramic material.

На фиг. 7 схематично показан удлиненный стержень 80. Термины «удлиненная стержневая деталь» и «удлиненный стержень» предназначены для обозначения того, что стержень 80 имеет трехмерную форму, продолжающуюся вдоль центральной продольной оси AR на расстояние, определяющее длину стержня 80, которая больше или значительно больше размеров стержня 80 в направлениях, ортогональных продольной оси. Другими словами, поперечные размеры (которые могут быть, в зависимости от формы, шириной, размахом, глубиной, диаметром или большой/малой осью) стержня 80 меньше его длины. Например, длина LR и ширина WR (которая может быть постоянной величиной по всей длине или средним значением, если поперечные размеры меняются по длине или поперечное сечение стержня не является круглым) могут иметь отношение в диапазоне LR:WR = от 2:1 до 6:1, например 3:1 или 5:1. Например, длина может выбираться не слишком большой по сравнению с шириной, поскольку в противном случае это может препятствовать попаданию жидкости в нижнюю часть стержня в конфигурациях, где распылитель крепится консольно, например, как на фиг. 2-6, или в других устройствах, где жидкость подается к одному из концов стержня. Кроме того, в таких конфигурациях ширина не должна быть слишком большой, поскольку это приведет к увеличению габаритных размеров картомайзера и корпуса, что потребует соответствующего увеличения размеров индуктора. В одном из примеров длина стержня составляет 12 мм, а ширина – 3 мм, что дает отношение LR:WR = 4:1. В примере, показанном на фиг. 7, стержень имеет постоянную ширину WR, при этом ширина не меняется в зависимости от положения вдоль продольной оси AR, но это не является существенным.In Fig. 7 an elongated rod 80 is shown schematically. The terms "elongated rod part" and "elongated rod" are intended to mean that the rod 80 has a three-dimensional shape that continues along a central longitudinal axis A R for a distance that defines a length of the rod 80 that is greater than or significantly greater than the dimensions of the rod 80 in directions orthogonal to the longitudinal axis. In other words, the transverse dimensions (which may be, depending on the shape, a width, span, depth, diameter, or major/minor axis) of the rod 80 are less than its length. For example, the length L R and the width W R (which may be a constant value along the entire length or an average value if the transverse dimensions vary along the length or the cross-section of the rod is not circular) may have a ratio in the range L R : W R = from 2:1 to 6:1, such as 3:1 or 5:1. For example, the length may not be chosen to be too large in comparison to the width, since otherwise it may prevent the liquid from entering the lower part of the rod in configurations where the atomizer is mounted in a cantilever manner, such as in Fig. 2-6, or in other devices where the liquid is supplied to one end of the rod. In addition, in such configurations the width should not be too large, since this will lead to an increase in the overall dimensions of the cartomizer and the housing, which will require a corresponding increase in the dimensions of the inductor. In one example, the length of the rod is 12 mm, and the width is 3 mm, which gives a ratio of L R : W R = 4: 1. In the example shown in Fig. 7, the rod has a constant width W R , while the width does not change depending on the position along the longitudinal axis A R , but this is not significant.

На фиг. 8 показан в перспективе пример выполнения удлиненного стержня 80, который имеет цилиндрическую форму и, следовательно, круглое поперечное сечение. Форма удлиненного стержня 80 определяется его внешними поверхностями, что справедливо для любой формы поперечного сечения. Стержень 80 имеет первую торцевую поверхность или торец 86 на первом конце 82 стержня 80 и противоположную вторую торцевую поверхность или торец 88 на втором конце 84 стержня 80. Торцевые поверхности 86, 88 являются круглыми. Обычно первая торцевая поверхность 86 и вторая торцевая поверхность 88 плоские и лежат в плоскостях, по существу перпендикулярных продольной оси AR стержня 80, но эти особенности не являются существенными. Одна или обе торцевые поверхности 86, 88 могут быть криволинейными или иметь другую форму, например вогнутую или выпуклую. Они могут лежать под углом к продольной оси AR, и эти две торцевые поверхности 86, 88 могут быть параллельны или не параллельны между собой. Например, в стержне, предназначенном для консольного монтажа с опорой на его первом конце, первая торцевая поверхность может быть вогнутой или иметь выемку внутри или другую поверхность для направления потока жидкости из резервуара в центральную часть или сердцевину стержня для улучшения проникновения жидкости в пористую структуру материала стержня.Fig. 8 shows in perspective an example of the embodiment of an elongated rod 80, which has a cylindrical shape and, therefore, a circular cross-section. The shape of the elongated rod 80 is determined by its outer surfaces, which is true for any shape of the cross-section. The rod 80 has a first end surface or end face 86 at the first end 82 of the rod 80 and an opposite second end surface or end face 88 at the second end 84 of the rod 80. The end surfaces 86, 88 are circular. Typically, the first end surface 86 and the second end surface 88 are flat and lie in planes substantially perpendicular to the longitudinal axis A R of the rod 80, but these features are not essential. One or both end surfaces 86, 88 can be curved or have another shape, for example concave or convex. They can lie at an angle to the longitudinal axis A R , and these two end surfaces 86, 88 can be parallel or not parallel to each other. For example, in a rod intended for cantilever mounting with a support at its first end, the first end surface can be concave or have a recess inside or another surface to direct the flow of liquid from the reservoir into the central part or core of the rod to improve the penetration of liquid into the porous structure of the rod material.

Одна или более боковых стенок, боковых поверхностей или боковых сторон 90 проходят между первой и второй торцевыми поверхностями 86, 88. У цилиндрического стержня 80, показанного на фиг. 8, имеется только одна изогнутая боковая поверхность 90, которая непрерывно проходит по периметру стержня 80. Цилиндрический стержень может быть полезен для эффективного индукционного нагревания, поскольку стержень может располагаться коаксиально внутри цилиндрического индуктора, чтобы быть равномерно удаленным от катушки со всех сторон для обеспечения равномерного индукционного нагревания. Однако не исключены и другие формы. Например, форма поперечного сечения (то есть форма стержня в плоскости, ортогональной продольной оси, которая также является формой торцевых поверхностей 86, 88, если форма поперечного сечения неизменна) может быть овалом, который тоже имеет только одну сплошную и изогнутую боковую поверхность. В качестве альтернативы, стержень может представлять собой призму с торцевыми поверхностями и поперечным сечением, представляющими собой треугольник, квадрат, прямоугольник, пятиугольник, шестиугольник или многоугольник более высокого порядка. Многоугольник может быть правильным или неправильным.One or more side walls, side surfaces or side faces 90 extend between the first and second end surfaces 86, 88. The cylindrical rod 80 shown in Fig. 8 has only one curved side surface 90, which continuously extends along the perimeter of the rod 80. The cylindrical rod can be useful for efficient induction heating, since the rod can be located coaxially inside the cylindrical inductor to be uniformly distant from the coil on all sides to ensure uniform induction heating. However, other shapes are not excluded. For example, the cross-sectional shape (that is, the shape of the rod in a plane orthogonal to the longitudinal axis, which is also the shape of the end surfaces 86, 88, if the cross-sectional shape is unchanged) can be an oval, which also has only one solid and curved side surface. Alternatively, the rod may be a prism with end faces and cross-sections that are triangles, squares, rectangles, pentagons, hexagons, or higher order polygons. The polygon may be regular or irregular.

На фиг. 9 показан удлиненный стержень с шестиугольным поперечным сечением. Соответственно, стержень 80 имеет шесть боковых граней 90, прилегающих друг к другу вокруг периметра стержня 80. Точно так же стержень треугольной призмы будет иметь три смежные боковые грани, квадратная или прямоугольная призма будет иметь четыре смежные боковые грани, пятиугольная призма будет иметь пять смежных боковых граней и так далее.Fig. 9 shows an elongated rod with a hexagonal cross-section. Accordingly, the rod 80 has six lateral faces 90 adjacent to each other around the perimeter of the rod 80. Similarly, the rod of a triangular prism will have three adjacent lateral faces, a square or rectangular prism will have four adjacent lateral faces, a pentagonal prism will have five adjacent lateral faces, and so on.

Распылитель с пористым элементом для простоты описания будет более подробно описан ниже на примере цилиндрического стержня. Однако все его особенности в равной степени применимы и к стержням других форм, т.е. если цилиндрический стержень имеет только одну боковую стенку, это следует понимать как применимое также к стержням с несколькими боковыми гранями, так что ссылки на «боковую грань» подразумевают и «боковые грани», и любой стержень имеет по меньшей мере одну боковую грань, или одну или более боковых граней.The atomizer with a porous element will be described in more detail below for simplicity of description using a cylindrical rod as an example. However, all its features are equally applicable to rods of other shapes, i.e. if a cylindrical rod has only one side wall, this should be understood as also applying to rods with several side faces, so that references to a "side face" also include "side faces", and any rod has at least one side face, or one or more side faces.

Второй особенностью пористого элемента является металлическое покрытие, которое наносится на часть внешней поверхности удлиненного стержня. В частности, металлическое покрытие наносится на по меньшей мере часть боковой поверхности (боковой грани) или по меньшей мере на одну из боковых граней.The second feature of the porous element is a metallic coating that is applied to a portion of the outer surface of the elongated rod. In particular, the metallic coating is applied to at least a portion of the side surface (side face) or at least one of the side faces.

В качестве первого примера металлическое покрытие наносится с целью его использования в качестве токоприемника для индукционного нагревания. Когда пористый элемент находится внутри работающего индуктора, происходит повышение температуры металла, что позволяет передавать тепловую энергию жидкости, содержащейся в пористой структуре материала стержня, для генерирования пара.As a first example, a metal coating is applied for use as a current collector for induction heating. When the porous element is inside the working inductor, the temperature of the metal increases, which allows the thermal energy to be transferred to the liquid contained in the porous structure of the rod material to generate steam.

Как показано на фиг. 10, пористый элемент (который в данном случае можно рассматривать как распылитель 70, поскольку он содержит пористый/капиллярный элемент в сочетании с нагревательным элементом) представляет собой цилиндрический удлиненный стержень 80 из пористой керамики и металлическое покрытие 92. Металлическое покрытие 92 непрерывно нанесено вокруг боковой стенки 90 стержня 80 на часть длины боковой стенки 90, которая отходит от второй торцевой поверхности 88 и, следовательно, на втором конце 84 стержня 80, но заканчивается, не доходя до первого конца 82 стержня 80. Таким образом, первый конец 82 не покрыт металлическим покрытием 92. Эта компоновка спроектирована таким образом, что когда пористый элемент 70 консольно установлен своим первым концом, как показано на фиг. 2-6, токоприемник, образованный металлическим покрытием, размещается надлежащим образом, чтобы быть окруженным индуктором, как показано на фиг. 5 и 6. Длина LM металлического покрытия 92 вдоль длины стержня 80 может по существу согласовываться с длиной индуктора или может отличаться, как описано выше. Смысл оставления первого конца 82 стержня без металлического покрытия заключается в том, чтобы уменьшить, ограничить или избежать нагревания материала стержня 80 вблизи первого конца 82. Это уменьшает передачу тепловой энергии жидкости, хранящейся в резервуаре картомайзера, который контактирует с первой торцевой поверхностью 86 стержня 80. Кроме того, это уменьшает любые нежелательные эффекты повышения температуры компонента, используемого для удержания пористого элемента 70, т.е. элемента 60 направления потока, в который вставлен первый конец пористого элемента. Требования к термостойкости опорного элемента могут быть снижены, поэтому выбор материала для опорного элемента расширяется.As shown in Fig. 10, the porous element (which in this case can be considered as a sprayer 70, since it comprises a porous/capillary element in combination with a heating element) is a cylindrical elongated rod 80 made of porous ceramics and a metal coating 92. The metal coating 92 is continuously applied around the side wall 90 of the rod 80 on a portion of the length of the side wall 90 that extends from the second end surface 88 and, therefore, at the second end 84 of the rod 80, but ends before reaching the first end 82 of the rod 80. Thus, the first end 82 is not covered with the metal coating 92. This arrangement is designed in such a way that when the porous element 70 is cantilevered by its first end, as shown in Fig. 2-6, the current collector formed by the metal coating is positioned in a suitable manner to be surrounded by an inductor, as shown in Fig. 5 and 6. The length L M of the metal coating 92 along the length of the rod 80 can be substantially consistent with the length of the inductor or can differ, as described above. The purpose of leaving the first end 82 of the rod without a metal coating is to reduce, limit or avoid heating of the material of the rod 80 near the first end 82. This reduces the transfer of thermal energy of the liquid stored in the cartomizer reservoir, which contacts the first end surface 86 of the rod 80. In addition, this reduces any undesirable effects of increasing the temperature of the component used to hold the porous element 70, i.e. the flow direction element 60, into which the first end of the porous element is inserted. The requirements for the heat resistance of the support element can be reduced, so the choice of material for the support element is expanded.

Длина Lu непокрытого участка на первом конце 80, относительно всей длины LR стержня, может находиться в диапазоне от 10 до 50%, например, от 10 до 30% или от 20 до 30% или от 10 до 20%.The length L u of the uncoated section at the first end 80, relative to the entire length L R of the rod, may be in the range from 10 to 50%, for example from 10 to 30% or from 20 to 30% or from 10 to 20%.

Чтобы обеспечить эффективную передачу тепла от металлического покрытия к пористой керамике, металлическое покрытие может проходить непрерывно по периметру поверхности стержня 80, другими словами, непрерывно вокруг всех боковых граней 90, в дополнение к непрерывному продолжению в продольном направлении. Это обеспечивает максимальную площадь поверхности токоприемника и, следовательно, максимальный нагревательный эффект. Однако это несущественно, и металлическое покрытие может быть прерывистым по периметру и/или по длине, например нанесенным полосами. Это может использоваться, например, для создания индивидуального профиля нагревания.In order to ensure efficient heat transfer from the metal coating to the porous ceramic, the metal coating can extend continuously around the perimeter of the surface of the rod 80, in other words, continuously around all side faces 90, in addition to continuously continuing in the longitudinal direction. This ensures the maximum surface area of the current collector and, therefore, the maximum heating effect. However, this is not essential, and the metal coating can be discontinuous around the perimeter and/or along the length, for example applied in stripes. This can be used, for example, to create an individual heating profile.

Кроме того, металлическое покрытие 92 может наноситься на одну или несколько боковых поверхностей 90 (непрерывно или прерывисто) по всей длине стержня 80, так что первый конец 82 стержня 80 имеет металлическое покрытие и не остается непокрытым. Любой опорный элемент, удерживающий первый конец 82 стержня 80, должен выдерживать повышение температуры, которое будет происходить из-за передачи тепла от части металлического покрытия, на которую воздействует магнитное поле индуктора (которая, следовательно, работает в качестве токоприемника), к части металлического покрытия вне индуктора и находящейся в контакте с опорным элементом.In addition, the metallic coating 92 can be applied to one or more side surfaces 90 (continuously or discontinuously) along the entire length of the rod 80, so that the first end 82 of the rod 80 has a metallic coating and does not remain uncoated. Any support element holding the first end 82 of the rod 80 must withstand the increase in temperature that will occur due to the transfer of heat from the part of the metallic coating that is affected by the magnetic field of the inductor (which therefore works as a current collector) to the part of the metallic coating outside the inductor and in contact with the support element.

Следует отметить, что в примере, показанном на фиг. 10, первая торцевая поверхность 86 стержня 80 не покрыта металлическим слоем 92. Это позволяет жидкости выходить из резервуара. Не исключено частичное металлическое покрытие торцевой поверхности 86, но это снижает скорость поглощения жидкости пористой керамикой, поэтому может считаться нежелательным. В других случаях это может намеренно использоваться для уменьшения скорости поглощения жидкости. В зависимости от того, каким образом удерживается стержень 80, часть боковых поверхностей 90 также может контактировать с жидкостью в резервуаре и, следовательно, также может влиять на впитывание жидкости.It should be noted that in the example shown in Fig. 10, the first end surface 86 of the rod 80 is not covered with a metal layer 92. This allows the liquid to exit the reservoir. A partial metal coating of the end surface 86 is not excluded, but this reduces the rate of absorption of the liquid by the porous ceramic, and therefore can be considered undesirable. In other cases, this can be deliberately used to reduce the rate of absorption of the liquid. Depending on how the rod 80 is held, part of the side surfaces 90 can also contact the liquid in the reservoir and, therefore, can also affect the absorption of the liquid.

Металлическое покрытие может иметь один или несколько промежутков, отверстий, перфораций или отверстий. Промежутки могут регулировать всасывание жидкости в случае металлического покрытия на первой торцевой поверхности 86 или могут регулировать теплопроводность.The metal coating may have one or more gaps, holes, perforations or openings. The gaps may regulate the suction of liquid in the case of a metal coating on the first end surface 86 or may regulate the thermal conductivity.

На фиг. 11 показан пористый элемент 70, в котором металлическое покрытие 92 нанесено на всю длину боковой поверхности 90 стержня 80 от первого конца 82 до второго конца 84. Ряд отверстий или окон 94 в металлическом покрытии 92 расположен в виде кольца по периметру рядом с первым концом 82, чтобы уменьшать теплопередачу от токоприемной части металлического покрытия 92 (рядом со вторым концом 84, а также в центральной части длины стержня 80) к части на первом конце 82, где стержень 80 удерживается. Кроме того, отверстия 94 имеются в металлическом покрытии, нанесенном на первую торцевую поверхность 86, чтобы регулировать скорость, с которой жидкость будет впитываться пористой керамикой. Не исключаются другие варианты расположения отверстий или других разрывов в металлическом слое.Fig. 11 shows a porous element 70, in which a metal coating 92 is applied to the entire length of the side surface 90 of the rod 80 from the first end 82 to the second end 84. A series of holes or windows 94 in the metal coating 92 are arranged in the form of a ring along the perimeter near the first end 82 in order to reduce heat transfer from the current-receiving portion of the metal coating 92 (near the second end 84, as well as in the central portion of the length of the rod 80) to the portion at the first end 82 where the rod 80 is held. In addition, holes 94 are present in the metal coating applied to the first end surface 86 in order to regulate the rate at which the liquid will be absorbed by the porous ceramic. Other options for the arrangement of holes or other breaks in the metal layer are not excluded.

Кроме того, отверстия в металлическом слое могут использоваться в более широком смысле по всей длине металлического слоя для облегчения выхода пара из пористой керамики. Однако это не обязательно. Было обнаружено, что определенная толщина металла, подходящая для использования в качестве токоприемника, которая будут рассмотрена ниже, при использовании способов нанесения металла, которые также будут рассмотрены ниже, может позволить выходить пару из пористой керамики даже через сплошной металлический слой, т.е. через слой, в котором нет никаких предназначенных для этого отверстий. Механизм этого не совсем понятен, но вероятно, что в микроскопическом масштабе металлический слой формируется с некоторыми внутренними разрывами, возможно, из-за формы поверхности и особенностей пористой керамики, которых достаточно для прохождения пара.In addition, the holes in the metal layer can be used in a broader sense along the entire length of the metal layer to facilitate the escape of vapor from the porous ceramic. However, this is not necessary. It has been found that a certain thickness of metal suitable for use as a current collector, which will be discussed below, using metal deposition methods, which will also be discussed below, can allow the escape of vapor from the porous ceramic even through a continuous metal layer, i.e. through a layer in which there are no holes intended for this. The mechanism for this is not entirely understood, but it is likely that on a microscopic scale the metal layer is formed with some internal discontinuities, perhaps due to the surface shape and features of the porous ceramic, which are sufficient for the passage of vapor.

В любой конфигурации вторая торцевая поверхность 88 может иметь металлическое покрытие или может быть без покрытия. Такое покрытие не обязательно, чтобы выполнять функцию токоприемника, поскольку достаточное нагревание может обеспечиваться только за счет металла на боковой поверхности или поверхностях. Однако такое покрытие может быть полезным для удержания жидкости в пористом керамическом материале. Этот аспект металлического слоя будет обсуждаться ниже.In any configuration, the second end surface 88 may have a metal coating or may be uncoated. Such a coating is not necessary to serve as a current collector, since sufficient heating can be provided only by the metal on the side surface or surfaces. However, such a coating may be useful for retaining liquid in the porous ceramic material. This aspect of the metal layer will be discussed below.

Для эффективного использования в качестве токоприемника металлическое покрытие, нанесенное на одну или несколько боковых поверхностей на по меньшей мере часть длины стержня, имеет толщину не менее 1 мкм, предпочтительно не менее 5 мкм. Обычно толщина не должна превышать 20 мкм. Соответственно, металлический слой токоприемника может иметь толщину в диапазоне от 5 до 20 мкм, например, от 5 до 15 мкм, или от 7 до 15 мкм, или от 10 до 15 мкм, или от 7 до 12 мкм, или от 9 до 22 мкм. Более толстое покрытие обеспечивает больший объем и, следовательно, большую массу металла для индукционного нагревания, так что может быть передано больше тепловой энергии для испарения жидкости, абсорбированной пористой керамикой. Однако аналогичная степень нагревания может достигаться при использовании металла разной толщины за счет соответствующего выбора частоты переменного тока, предназначенного для подачи на индуктор для создания переменного магнитного поля. Более высокая частота может обеспечивать такую же степень нагревания в более тонком металлическом слое, чем более низкая частота, используемая для более толстого металлического слоя. Соответственно, может выбираться более высокая частота индукции, чтобы уменьшить количество необходимого металла. Например, металлический слой толщиной от 9 до 10 мкм оказался практичным для использования с частотой индукции в диапазоне от 2 до 3 МГц.For effective use as a current collector, the metal coating applied to one or more side surfaces over at least part of the length of the rod has a thickness of at least 1 μm, preferably at least 5 μm. Typically, the thickness should not exceed 20 μm. Accordingly, the metal layer of the current collector can have a thickness in the range of 5 to 20 μm, for example, 5 to 15 μm, or 7 to 15 μm, or 10 to 15 μm, or 7 to 12 μm, or 9 to 22 μm. A thicker coating provides a larger volume and, therefore, a larger mass of metal for induction heating, so that more thermal energy can be transferred for evaporation of the liquid absorbed by the porous ceramics. However, a similar degree of heating can be achieved using metal of different thicknesses due to the appropriate selection of the frequency of the alternating current intended for supplying to the inductor for creating an alternating magnetic field. A higher frequency can provide the same degree of heating in a thinner metal layer than a lower frequency used for a thicker metal layer. Accordingly, a higher induction frequency can be selected to reduce the amount of metal required. For example, a metal layer of 9 to 10 μm thickness has proven practical for use with an induction frequency in the range of 2 to 3 MHz.

Взаимосвязь между эффективностью нагревания и толщиной металлического слоя может использоваться для обеспечения изменяющегося профиля нагревания по длине распылителя от простого индуктора, который работает на одной фиксированной частоте, чтобы генерировать переменное магнитное поле практически одинаковой напряженности и частоты во всех местах. Другими словами, на все части металлического слоя в индукторе воздействует одинаковое магнитное поле. В таком случае, если металлический слой на боковой поверхности имеет разную толщину в разных местах, то в разных частях распылителя могут быть достигнуты разные температуры. Это можно использовать, чтобы сконцентрировать эффект нагревания в области, где он наиболее необходим, например, в средней части и в неподдерживаемой второй концевой части стержня, и, например, уменьшить или минимизировать нагревание удерживаемого первого конца.The relationship between the heating efficiency and the thickness of the metal layer can be used to provide a varying heating profile along the length of the atomizer from a simple inductor that operates at a single fixed frequency to generate an alternating magnetic field of substantially the same strength and frequency at all locations. In other words, all parts of the metal layer in the inductor are exposed to the same magnetic field. In this case, if the metal layer on the side surface has a different thickness at different locations, then different temperatures can be achieved in different parts of the atomizer. This can be used to concentrate the heating effect in the area where it is most needed, such as the middle part and the unsupported second end of the rod, and, for example, to reduce or minimize the heating of the supported first end.

Магнитное поле индуктора имеет тенденцию быть слабее на концах индуктора и ближе к его концам, поэтому профиль толщины и соответствующий профиль нагревания можно использовать для увеличения или усиления этого эффекта с помощью более толстого металлического слоя на центральной или промежуточной части распылителя, чтобы совпадать с более высокой напряженностью магнитного поля, создаваемого центральной частью индуктора. И наоборот, более толстый металлический слой может использоваться для компенсации более слабого магнитного поля. Например, более толстый металлический слой может наноситься на второй конец стержня, чтобы обеспечивать больший нагрев там, где напряженность магнитного поля может быть меньше, если конец индуктора совпадает со свободным концом распылителя или находится вблизи него.The magnetic field of the inductor tends to be weaker at the ends of the inductor and closer to its ends, so the thickness profile and the corresponding heating profile can be used to increase or enhance this effect by using a thicker metal layer on the central or intermediate portion of the atomizer to match the higher magnetic field strength created by the central portion of the inductor. Conversely, a thicker metal layer can be used to compensate for a weaker magnetic field. For example, a thicker metal layer can be applied to the second end of the rod to provide greater heating where the magnetic field strength may be weaker if the end of the inductor is aligned with or near the free end of the atomizer.

На фиг. 12 показан первый пример профиля изменения толщины металлического покрытия. Вертикальная ось показывает положение по длине LR стержня, начиная с 0 на втором конце, так что более высокие значения LR соответствуют положениям ближе к первому концу, а именно к концу распылителя, предназначенному для его удержания и приема жидкости из резервуара. Второй конец – это участок длины L2, первый конец – это участок длины L1, а промежуточная часть распылителя – это центральный участок длины Lc. По горизонтальной оси отложена толщина t металлического покрытия и, соответственно, температура или эффект нагревания T, который будет больше для более толстого слоя металла.Fig. 12 shows a first example of a profile of the change in the thickness of the metal coating. The vertical axis shows the position along the length L R of the rod, starting from 0 at the second end, so that higher values of L R correspond to positions closer to the first end, namely to the end of the sprayer intended for its retention and for receiving liquid from the reservoir. The second end is a section of length L 2 , the first end is a section of length L 1 , and the intermediate part of the sprayer is the central section of length Lc. The thickness t of the metal coating and, accordingly, the temperature or heating effect T, which will be greater for a thicker layer of metal, are plotted along the horizontal axis.

Профиль имеет небольшое значение толщины t на первом и втором концах (тонкое металлическое покрытие) и большее значение толщины t (более толстое металлическое покрытие) на промежуточной части. Таким образом, нагревание будет больше в промежуточной части распылителя. Уменьшение нагревания первого конца может уменьшить или минимизировать передачу тепла опорному элементу, в котором установлен распылитель, и/или жидкости, хранящейся в резервуаре. Уменьшение нагревания на втором конце может быть целесообразным, например, если количество жидкости, которая достигает этой части пористой керамики, удаленной от резервуара, относительно мало, так что генерирование пара со второго конца меньше. В качестве альтернативы профиль может иметь нулевое значение толщины t на первом конце, как показано пунктирной линией на фиг. 12. Это указывает на то, что первый конец не покрыт металлом, как в примере по фиг. 10. В другом варианте толщина t может иметь разные значения на первом и втором концах, причем оба значения толщины t меньше, чем толщина более толстого металлического слоя в центральной области.The profile has a small value of thickness t at the first and second ends (thin metal coating) and a larger value of thickness t (thicker metal coating) at the intermediate part. Thus, the heating will be greater in the intermediate part of the atomizer. Reducing the heating of the first end can reduce or minimize the heat transfer to the support element in which the atomizer is mounted and / or the liquid stored in the reservoir. Reducing the heating at the second end can be advisable, for example, if the amount of liquid that reaches this part of the porous ceramic remote from the reservoir is relatively small, so that the generation of steam from the second end is less. Alternatively, the profile can have a zero value of thickness t at the first end, as shown by the dotted line in Fig. 12. This indicates that the first end is not coated with metal, as in the example of Fig. 10. In another embodiment, the thickness t can have different values at the first and second ends, wherein both values of thickness t are less than the thickness of the thicker metal layer in the central region.

На фиг. 13 показан второй пример профиля изменения толщины металлического покрытия. Этот профиль имеет небольшое (или нулевое) значение толщины t на первом конце, чтобы минимизировать передачу тепла опорному элементу распылителя и резервуару, и большее значение толщины t на промежуточной части и на втором конце, совпадающем с магнитным полем, создаваемым индуктором.Fig. 13 shows a second example of a profile of change in the thickness of a metal coating. This profile has a small (or zero) value of thickness t at the first end in order to minimize heat transfer to the support element of the sprayer and the reservoir, and a larger value of thickness t at the intermediate part and at the second end, coinciding with the magnetic field created by the inductor.

Эти примеры профилей имеют плавное изменение толщины t на участке LR. Однако это не является обязательным требованием, и вместо этого профиль может быть ступенчатым между различными значениями толщины t. Не исключены и другие формы профиля. Обычно металлический слой имеет профиль толщины, которая изменяется вдоль длины стержня, чтобы создавать профиль нагревания или температуры при индукционном нагревании, который также изменяется вдоль длины стержня.These profile examples have a smooth change in thickness t over the section L R . However, this is not a requirement and the profile may instead be stepped between different thicknesses t. Other profile shapes are not excluded. Typically, the metal layer has a thickness profile that varies along the length of the rod to create a heating or temperature profile in induction heating that also varies along the length of the rod.

Внутри профиля толщина t изменяется от максимального значения tmax до минимального значения tmin. Значение толщины t может изменяться в пределах рассмотренных выше диапазонов, например, от 5 мкм до 20 мкм; это особенно относится к той части или частям металлического слоя, которые предназначены для использования в качестве токоприемника. Обычно это второй конец и центральная часть, или в первую очередь центральная часть. Как упоминалось в связи с фиг. 12, профиль может включать в себя участки, на которых tmin равно нулю, т.е. где металлическое покрытие отсутствует, и не обеспечивается функция токоприемника. Это особенно актуально в отношении первого конца.Within the profile, the thickness t varies from a maximum value t max to a minimum value t min . The thickness t may vary within the ranges discussed above, for example from 5 μm to 20 μm; this applies especially to that part or parts of the metal layer which are intended to be used as a current collector. Typically, this is the second end and the central part, or primarily the central part. As mentioned in connection with Fig. 12, the profile may include sections in which t min is zero, i.e. where there is no metal coating and the current collector function is not ensured. This is especially true in relation to the first end.

В качестве альтернативы, металлическое покрытие может наноситься в некоторых областях таким образом, чтобы иметь значение толщины tmin, которое больше нуля, но недостаточно для обеспечения заметной или полезной функции токоприемника в том смысле, что в переменном магнитное поле будет обеспечивать небольшое или минимальное нагревание. Для этой цели можно использовать значения толщины менее 5 мкм. Например, tmin может составлять приблизительно 1 мкм, или приблизительно 2 мкм, или приблизительно 3 мкм, или приблизительно 0,5 мкм.Alternatively, the metallic coating may be applied in some areas so as to have a thickness value t min that is greater than zero, but insufficient to provide a noticeable or useful function as a current collector in the sense that little or no heating will be provided in an alternating magnetic field. Thickness values of less than 5 μm may be used for this purpose. For example, t min may be approximately 1 μm, or approximately 2 μm, or approximately 3 μm, or approximately 0.5 μm.

Назначение этого более тонкого металлического покрытия состоит в том, чтобы обеспечивать эффект герметизации, чтобы уменьшать или предотвращать вытекание жидкости наружу из пористой керамики. Это помогает удерживать жидкость внутри распылителя для образования пара и снижает утечку свободной жидкости в камеру выработки аэрозоля. Металлическое покрытие обеспечивает эффект уплотнения внешней поверхности пористого керамического стержня, так что поры в керамике закрываются, и жидкость не может выходить наружу или по меньшей мере затрудняется ее выход наружу (хотя, как упоминалось выше, пар может выходить). Также было обнаружено, что металлическое покрытие обладает гидрофобными свойствами, так что жидкость отталкивается от поверхности стержня.The purpose of this thinner metal coating is to provide a sealing effect to reduce or prevent liquid from leaking out of the porous ceramic. This helps to keep the liquid inside the atomizer to generate vapor and reduces the leakage of free liquid into the aerosol generation chamber. The metal coating provides a sealing effect on the outer surface of the porous ceramic rod so that the pores in the ceramic are closed and the liquid cannot escape or at least is hindered from escaping (although, as mentioned above, vapor can escape). The metal coating has also been found to have hydrophobic properties so that liquid is repelled from the surface of the rod.

Соответственно, некоторые части металлического покрытия на боковой поверхности или поверхностях могут иметь толщину менее 5 мкм с основной целью создания герметизирующего слоя, а некоторые части металлического покрытия на боковой поверхности или поверхностях могут иметь толщину 5 мкм или более, например, в диапазоне от 5 мкм до 20 мкм, в основном для того, чтобы действовать как токоприемник.Accordingly, some portions of the metal coating on the side surface or surfaces may have a thickness of less than 5 μm for the primary purpose of forming a sealing layer, and some portions of the metal coating on the side surface or surfaces may have a thickness of 5 μm or more, for example in the range of 5 μm to 20 μm, primarily to act as a current collector.

Кроме того, в этом контексте вторая торцевая поверхность может снабжаться металлическим покрытием толщиной, подходящей для обеспечения герметизирующего эффекта, то есть менее 5 мкм. Это предотвращает утечку жидкости через вторую торцевую поверхность, чему в противном случае могло бы способствовать влияние силы тяжести, поскольку второй конец стержня будет самой нижней частью консольно установленного распылителя, когда система предоставления пара, такая как описанные выше примеры, находится в типичной и обычной вертикальной ориентации.In addition, in this context, the second end surface can be provided with a metal coating of a thickness suitable for providing a sealing effect, i.e. less than 5 μm. This prevents leakage of liquid through the second end surface, which could otherwise be facilitated by the effect of gravity, since the second end of the rod will be the lowest part of the cantilever-mounted atomizer when the steam supply system, such as the examples described above, is in a typical and usual vertical orientation.

В герметизирующем слое металлического покрытия могут иметься окна или отверстия для таких целей, как снижения теплопроводности и ускорение выхода пара. Если отверстия имеют небольшие размеры, например, такие, чтобы эффекты поверхностного натяжения жидкости, удерживаемой в стержне, препятствовали выходу жидкости через отверстия, наличие отверстий не обязательно должно отрицательно сказываться на эффекте герметизации.The sealing layer of the metallic coating may contain windows or openings for such purposes as reducing thermal conductivity and accelerating the escape of steam. If the openings are small in size, such that the surface tension effects of the liquid retained in the rod prevent the liquid from escaping through the openings, the presence of the openings need not be detrimental to the sealing effect.

Следует отметить, что хотя описываемый пористый элемент до сих пор рассматривался как предназначенный для использования в качестве консольно установленного распылителя, это не является обязательным, и пористый элемент может конфигурироваться для установки в других конфигурациях с металлическим слоем, расположенным в соответствующих областях поверхности пористого керамического стержня, чтобы действовать в качестве токоприемника и, в ряде случаев, для обеспечения некоторой степени герметизации для контроля утечки.It should be noted that although the porous element described herein has so far been considered to be intended for use as a cantilever mounted atomizer, this is not required and the porous element may be configured to be mounted in other configurations with a metal layer located in appropriate areas of the surface of the porous ceramic rod to act as a current collector and, in some cases, to provide some degree of sealing for leakage control.

В некоторых примерах пористый элемент сам по себе не предназначен для использования в качестве распылителя, поскольку металлический слой не предназначен для выполнения функции токоприемника, а стержень из пористого керамического материала предназначен для использования в качестве пористого впитывающего компонента распылителя, в котором нагреватель представляет собой отдельный компонент, расположенный рядом со стержнем, чтобы передавать тепло жидкости, впитанной керамическим материалом. В таком случае металлическое покрытие, нанесенное на одну или несколько поверхностей пористого керамического стержня, представляет собой только тонкий слой толщиной менее 5 мкм во всех точках. Однако толщина может варьироваться в зависимости от положения на поверхности стержня, например, быть толще в областях, которые обычно располагаются ниже, когда пористый элемент установлен в системе предоставления пара, чтобы противодействовать утечке, вызванной движением жидкости вниз под действием силы тяжести. Сконфигурированный таким образом металлический слой уменьшает утечку, т.е. обеспечивает описанный выше эффект герметизации, в то же время обеспечивая легкий выход пара из керамического материала при нагревании пористого элемента. Однако некоторая часть пористого керамического стержня должна оставаться открытой, чтобы позволять жидкости проникать в стержень. Это может реализовываться в виде больших участков без покрытия, таких как одна или обе торцевые поверхности или концевые участки, и/или в виде окон меньшего размера или отверстий внутри области с покрытием.In some examples, the porous element itself is not intended to be used as an atomizer, since the metal layer is not intended to perform the function of a current collector, and the rod of porous ceramic material is intended to be used as a porous absorbent component of the atomizer, in which the heater is a separate component located near the rod to transfer heat to the liquid absorbed by the ceramic material. In such a case, the metal coating applied to one or more surfaces of the porous ceramic rod is only a thin layer of less than 5 μm thick at all points. However, the thickness can vary depending on the position on the surface of the rod, for example, to be thicker in areas that are usually located lower when the porous element is installed in a steam supply system to counteract leakage caused by the downward movement of the liquid under the action of gravity. The metal layer configured in this way reduces leakage, i.e. provides the sealing effect described above, while ensuring easy release of steam from the ceramic material when the porous element is heated. However, some portion of the porous ceramic rod must remain open to allow liquid to penetrate the rod. This may be in the form of large uncoated areas, such as one or both end faces or end portions, and/or smaller windows or openings within the coated area.

На фиг. 14 схематично показан пример выполнения источника аэрозоля для системы предоставления пара, содержащего пористый элемент, сконфигурированный таким образом. Источник аэрозоля представляет собой кольцевой резервуар 101, содержащий жидкость 102, подлежащую испарению. Центральное пространство внутри кольцевого резервуара 101 определяет камеру 103 выработки аэрозоля для генерирования пара в канале для воздушного потока, который проходит через всю систему предоставления пара для прохождения воздуха A, чтобы собирать пар и доставлять аэрозоль для вдыхания пользователем к выходному отверстию канала для воздушного потока (на чертеже не показан). Распылитель содержит впитывающий элемент 104, расположенный внутри витков резистивного электрического нагревательного элемента 105, выполненного из металлической проволоки в форме катушки. Впитывающий элемент 104 расположен поперек канала для воздушного потока, причем каждый из его двух концов проходит через отверстия во внутренней стенке 106 резервуара 101. Впитывающий элемент 104 представляет собой пористый элемент, содержащий стержень 107 из пористой керамики с металлическим покрытием 108 на его боковой поверхности, как описано выше. Металлическое покрытие 108 нанесено только на центральную часть стержня 107, а оба концевых участка и торцевые поверхности стержня 107 не имеют покрытия, следовательно, эти концевые участки могут впитывать жидкость из резервуара, и затем жидкость втягивается через пористую структуру за счет капиллярного действия в непосредственную близость к нагревательному элементу 105. Когда через нагревательный элемент 105 проходит ток, он нагревается, так что тепло передается жидкости в пористой керамике, вызывая ее испарение. Пар может выходить через металлическое покрытие 108 и захватываться воздушным потоком, проходящим по каналу для воздушного потока. Металлическое покрытие действует как герметизирующий слой, снижая вероятность утечки свободной жидкости из впитывающего элемента 104 в камеру 103 выработки аэрозоля. Покрытие может иметь толщину менее 5 мкм, например 1 или 0,5 мкм.Fig. 14 schematically shows an example of an embodiment of an aerosol source for a steam supply system, comprising a porous element configured in this way. The aerosol source is an annular reservoir 101 containing a liquid 102 to be evaporated. A central space inside the annular reservoir 101 defines an aerosol generation chamber 103 for generating steam in an air flow channel that passes through the entire steam supply system for passing air A to collect steam and deliver the aerosol for inhalation by the user to an outlet opening of the air flow channel (not shown in the drawing). The atomizer comprises an absorbent element 104 located inside the turns of a resistive electric heating element 105 made of a metal wire in the form of a coil. The absorbent element 104 is arranged across the air flow channel, and each of its two ends passes through openings in the inner wall 106 of the reservoir 101. The absorbent element 104 is a porous element comprising a rod 107 of porous ceramics with a metal coating 108 on its side surface, as described above. The metal coating 108 is applied only to the central part of the rod 107, and both end portions and the end surfaces of the rod 107 are not coated, therefore, these end portions can absorb liquid from the reservoir, and then the liquid is drawn through the porous structure by capillary action into the immediate vicinity of the heating element 105. When a current passes through the heating element 105, it heats up, so that the heat is transferred to the liquid in the porous ceramic, causing it to evaporate. The vapor can escape through the metal coating 108 and be captured by the air flow passing through the air flow channel. The metal coating acts as a sealing layer, reducing the likelihood of free liquid leakage from the absorbent element 104 into the aerosol generation chamber 103. The coating can have a thickness of less than 5 μm, such as 1 or 0.5 μm.

Конфигурация, показанная на фиг. 14, является лишь одним из примеров, и пористые керамические впитывающие элементы, снабженные металлическими покрытиями для уменьшения утечки, могут использоваться в других конструкциях распылителя. Например, могут использоваться электрические нагревательные элементы или нагреватели, сконфигурированные иначе, чем в форме катушки или иначе, чем размещение электропроводящей проволоки снаружи впитывающего элемента или внутри него. Впитывающий элемент и резервуар могут располагаться в отличающейся пространственной конфигурации, чтобы жидкость также впитывалась впитывающим элементом.The configuration shown in Fig. 14 is only one example, and porous ceramic absorbent elements provided with metal coatings to reduce leakage can be used in other designs of the sprayer. For example, electrical heating elements or heaters configured differently than in the form of a coil or differently than placing an electrically conductive wire outside or inside the absorbent element can be used. The absorbent element and the reservoir can be located in a different spatial configuration so that the liquid is also absorbed by the absorbent element.

В качестве альтернативы, металлическое покрытие может использоваться непосредственно как резистивный нагревательный элемент. Это совместимо с тонким металлическим слоем для герметизации, поскольку меньшая толщина обеспечивает более высокое электрическое сопротивление, поэтому резистивное нагревание более эффективно. Кроме того, общая площадь металлического покрытия может выбираться с учетом сопротивления, например, путем выбора ширины керамического стержня и длины покрываемой области. Как правило, толщина металла может составлять приблизительно 10 мкм или меньше, и может оказаться полезным, если она будет меньше, например, 5 или 1 мкм или меньше. В некоторых случаях более тонкое металлическое покрытие может считаться наиболее подходящим для увеличения электрического сопротивления. На одном или на каждом конце керамического стержня могут иметься непокрытые участки, чтобы обеспечивать проникновение жидкости. Это может быть конфигурация типа показанной на фиг. 14, где концы пористого элемента входят в кольцевой резервуар.Alternatively, the metal coating can be used directly as a resistive heating element. This is compatible with a thin metal layer for sealing, since a smaller thickness provides a higher electrical resistance, so that resistive heating is more efficient. In addition, the total area of the metal coating can be selected taking into account the resistance, for example, by selecting the width of the ceramic rod and the length of the coated area. Typically, the metal thickness can be approximately 10 μm or less, and it can be useful if it is smaller, for example, 5 or 1 μm or less. In some cases, a thinner metal coating can be considered more suitable for increasing the electrical resistance. At one or at each end of the ceramic rod, there can be uncoated areas to allow liquid penetration. This can be a configuration such as that shown in Fig. 14, where the ends of the porous element enter the annular reservoir.

На фиг. 15 схематически показан пример выполнения источника аэрозоля для системы предоставления пара, представляющего собой пористый элемент, имеющий металлический слой, сконфигурированный для работы в качестве нагревательного элемента для генерирования аэрозоля. Как и в примере по фиг. 14, пористый (впитывающий) элемент 104 представляет собой стержень 107 из пористой керамики с металлическим покрытием 108 на его боковой поверхности, как описано выше. Металлическое покрытие 108 нанесено только на центральный участок стержня 107, а оба концевых участка стержня 107 не имеют покрытия. Стержень 107 поддерживается на концевых участках, так что его продольная ось расположена поперек камеры 103 выработки аэрозоля, т.е. поперек направления потока воздуха A через камеру 103 выработки аэрозоля, чтобы собирать пар и доставлять аэрозоль для вдыхания пользователем. В качестве примера показана конфигурации, в которой опора или крепление 112 поддерживает каждый концевой участок стержня 107 без покрытия, и каждый концевой участок без покрытия аналогичным образом удерживается сверху креплением 114, обеспечивающим снабжение жидкостью. Крепления 112, 114 могут, например, зажимать между собой концевые участки, или могут выполняться в виде единого компонента с отверстием, в которое вставляется концевой участок стержня 107 для его удержания. Каждое из снабжающих жидкостью креплений 114 имеет проходящий через него канал 116, который соединяется одним концом с источником жидкости или другим аэрозольобразующим субстратом (например, с резервуаром, не показанным на чертеже) и открыт для непокрытых концевых участков стержня на втором конце посредством выходного отверстия 115. Таким образом, жидкость L может доставляться к пористому материалу стержня, где она впитывается и переносится за счет впитывающего или капиллярного действия к центральному участку стержня 107 с металлическим покрытием 108.Fig. 15 schematically shows an example of an embodiment of an aerosol source for a steam supply system, which is a porous element having a metal layer configured to operate as a heating element for generating an aerosol. As in the example of Fig. 14, the porous (absorbing) element 104 is a rod 107 made of porous ceramics with a metal coating 108 on its side surface, as described above. The metal coating 108 is applied only to the central section of the rod 107, and both end sections of the rod 107 are not coated. The rod 107 is supported at the end sections so that its longitudinal axis is located across the aerosol generation chamber 103, i.e. across the direction of air flow A through the aerosol generation chamber 103, in order to collect steam and deliver the aerosol for inhalation by the user. As an example, a configuration is shown in which a support or fastening 112 supports each end section of the rod 107 without a coating, and each end section without a coating is similarly held from above by a fastening 114 that provides a supply of liquid. The fastenings 112, 114 can, for example, clamp the end sections together, or can be made in the form of a single component with an opening into which the end section of the rod 107 is inserted for holding it. Each of the liquid supply fastenings 114 has a channel 116 passing through it, which is connected at one end to a source of liquid or another aerosol-forming substrate (for example, to a reservoir, not shown in the drawing) and is open to the uncoated end sections of the rod at the second end by means of an outlet opening 115. In this way, the liquid L can be delivered to the porous material of the rod, where it is absorbed and transferred by absorbent or capillary action to the central section of the rod 107 with a metal coating 108.

Чтобы металлическое покрытие 109 могло работать как нагревательный элемент, оно снабжено электрическим контактом или соединением 109 на каждом своем краю или рядом с ним (другими словами, контакты разнесены по длине стержня 107), к каждому из которых подсоединен (например, пайкой) токопроводящий проводник или провод 110, подключенный (прямо или косвенно) к источнику электропитания, например к батарее (не показана). Такая схема позволяет пропускать электрический ток через резистивное металлическое покрытие 109, так что выделяется тепло, необходимое для испарения жидкости, удерживаемой в стержне 107. В этом примере провода 110 проходят внутри камеры 103 выработки аэрозоля, но в качестве альтернативы они могут проходить снаружи камеры выработки аэрозоля (за пределами границы, образованной креплениями 112), или могут проходить, например, в каналах внутри креплений 114.In order for the metal coating 109 to function as a heating element, it is provided with an electrical contact or connection 109 at or near each of its edges (in other words, the contacts are spaced along the length of the rod 107), to each of which a conductive conductor or wire 110 is connected (for example by soldering), connected (directly or indirectly) to a power source, for example a battery (not shown). This arrangement allows an electric current to be passed through the resistive metal coating 109, so that the heat necessary for evaporating the liquid retained in the rod 107 is generated. In this example, the wires 110 pass inside the aerosol generation chamber 103, but as an alternative they can pass outside the aerosol generation chamber (outside the boundary formed by the fasteners 112), or can pass, for example, in channels inside the fasteners 114.

Компоновки, показанные на фиг. 14 и 15, являются просто примерами, и различные отличительные особенности изобретения могут реализовываться различными способами, что очевидно специалисту в данной области техники. Например, нагреватель в виде проволочной катушки, показанный на фиг. 14, можно использовать вместе с устройством снабжения жидкостью, показанным на фиг. 15, или металлическое покрытие, непосредственно выполняющее роль резистивного нагревателя, как это показано на фиг. 15, можно использовать с кольцевым резервуаром, показанным на фиг. 14. Также возможны и не исключены другие конфигурации средства хранения и обеспечения потока жидкости, а также других устройств для прямого подвода электрического тока к металлическому покрытию. Кроме того, как для прямого, так и для непрямого резистивного нагревания металлическое покрытие может располагаться на пористом стержне иначе, чем только на центральном участке, как это показано на фиг. 14 и 15. Например, может использоваться небольшая область без покрытия или область, содержащая небольшие отверстия в покрытии, для проникновения жидкости вместо полностью непокрытых концов, показанных на фиг. 14 и 15.The arrangements shown in Figs. 14 and 15 are merely examples, and the various features of the invention may be implemented in various ways, as will be apparent to those skilled in the art. For example, the wire coil heater shown in Fig. 14 may be used together with the liquid supply device shown in Fig. 15, or the metal coating directly acting as a resistive heater, as shown in Fig. 15, may be used with the annular reservoir shown in Fig. 14. Other configurations of the liquid storage and flow means, as well as other devices for directly supplying electric current to the metal coating, are also possible and not excluded. In addition, for both direct and indirect resistive heating, the metal coating may be positioned on the porous rod differently than only on the central portion, as shown in Fig. 14 and 15. For example, a small uncoated area or an area containing small openings in the coating may be used to allow liquid to penetrate, instead of the completely uncoated ends shown in Figs. 14 and 15.

На фиг. 16A схематично представлен еще один пример выполнения пористого элемента с металлическим покрытием для использования в качестве резистивного электрического нагревательного элемента. Пористый элемент, как и ранее, представляет собой стержень 107 из пористой керамики. На центральном участке Lc стержень 107 снабжен металлическим покрытием 108, обычно имеющим толщину 10 мкм или меньше и предназначенным для работы в качестве резистивного электрического нагревательного элемента, когда через него пропускается электрический ток. Чтобы увеличить длину пути прохождения тока и обеспечить нагревание на большей части длины стержня, этот путь выполнен таким образом, чтобы он проходил вдоль стержня 107. Это можно осуществить путем выполнения внешних электрических соединений на двух противоположных концах стержня. Два концевых участка стержня 107, на участке L1 на первом конце 82 стержня 107 и на аналогичном или равном участке L2 на втором конце 84 стержня 107, снабжены металлическим покрытием 108A увеличенной толщины. Увеличенная толщина может быть получена тем же способом, который используется для нанесения металлического покрытия на центральном участке (например, способом осаждения, который более подробно рассматривается ниже). В качестве альтернативы, металлическое покрытие практически одинаковой толщины, соответствующей желаемой толщине для центрального участка, может наноситься на всю или большую часть полной длины стержня 107, а для увеличения толщины покрытия на концевых участках 82, 84 можно использовать другую технологию. Для покрытия концевых участков можно использовать другой металл, или можно использовать один и тот же металл на всем протяжении стержня.Fig. 16A schematically shows another example of the implementation of a porous element with a metal coating for use as a resistive electric heating element. The porous element, as before, is a rod 107 made of porous ceramics. In the central section L c, the rod 107 is provided with a metal coating 108, typically having a thickness of 10 μm or less and intended to operate as a resistive electric heating element when an electric current is passed through it. In order to increase the length of the current path and to ensure heating over most of the length of the rod, this path is made in such a way that it passes along the rod 107. This can be achieved by making external electrical connections at two opposite ends of the rod. Two end sections of the rod 107, at section L 1 at the first end 82 of the rod 107 and at a similar or equal section L 2 at the second end 84 of the rod 107, are provided with a metal coating 108A of increased thickness. The increased thickness can be obtained by the same method that is used to apply the metal coating on the central section (for example, by the deposition method, which is discussed in more detail below). Alternatively, the metal coating of substantially the same thickness, corresponding to the desired thickness for the central section, can be applied over the entire or most of the full length of the rod 107, and another technology can be used to increase the coating thickness on the end sections 82, 84. Another metal can be used to coat the end sections, or the same metal can be used over the entire length of the rod.

Области увеличенной толщины предназначены для использования в качестве электрических контактов более тонкого центрального металлического покрытия и могут облегчать выполнение электрического соединения с центральным металлическим покрытием. Например, паяное соединение с проводом или выводом проще выполнить на более толстом металлическом слое. В качестве альтернативы, стержень может устанавливаться в системе снабжения паром таким образом, чтобы часть более толстых металлических участков входила в контакт с проводящими контактами, так что физическое соединение не требуется. Это может позволить пользователю, например, при необходимости заменять стержень. Контакты могут выполняться в виде крепления для предохранителя или цилиндрической батареи, например, с использованием металлических зажимов и/или смещенных элементов для обеспечения тесного контакта с участками стержня, имеющими толстое покрытие.The thicker areas are intended to act as electrical contacts for the thinner central metal coating and may facilitate the electrical connection with the central metal coating. For example, a soldered connection to a wire or terminal may be easier to make on a thicker metal layer. Alternatively, the rod may be mounted in a steam supply system such that a portion of the thicker metal areas come into contact with the conductive contacts, so that a physical connection is not required. This may allow the user, for example, to replace the rod when necessary. The contacts may be in the form of a fuse mount or a cylindrical battery mount, for example, using metal clips and/or offset elements to ensure close contact with the rod areas having a thick coating.

На фиг. 16B показан график изменения толщины t металлического покрытия 108 по длине LR стержня. Как можно видеть, концевые участки L1 и L2 имеют значительно большую толщину металлического покрытия, чем центральный участок Lc, который выполнен тонким, чтобы обеспечивать высокое электрическое сопротивление и, следовательно, эффективное электрическое нагревание, а также обеспечивать выход пара из внутренней части керамического материала. Хотя в этом примере профиль толщины сконфигурирован со ступенчатыми изменениями между более толстыми и более тонкими частями, это не является обязательным, и можно использовать более плавное изменение, если это больше подходит для способа нанесения металлического покрытия, который используется для покрытия пористого элемента.Fig. 16B shows a graph of the change in thickness t of the metal coating 108 along the length L R of the rod. As can be seen, the end sections L 1 and L 2 have a significantly greater thickness of the metal coating than the central section L c , which is made thin in order to provide high electrical resistance and, therefore, efficient electrical heating, as well as to provide an outlet for steam from the interior of the ceramic material. Although in this example the thickness profile is configured with step changes between thicker and thinner parts, this is not necessary, and a smoother change can be used if this is more suitable for the method of applying the metal coating, which is used to coat the porous element.

В конфигурации, показанной в примере на фиг. 16A, необходимо оставить одну или несколько областей без покрытия, чтобы позволять жидкости впитываться керамическим материалом из внешнего источника. Полезно, чтобы торцевые поверхности 86, 88 стержня 107 могли оставаться без покрытия. В качестве альтернативы, в металлическом покрытии можно оставить один или несколько промежутков для проникновения жидкости либо на более толстых концевых участках (участках электрического контакта), либо на более тонком центральном участке (участке электрического нагревателя).In the configuration shown in the example in Fig. 16A, it is necessary to leave one or more regions without coating to allow liquid to be absorbed by the ceramic material from an external source. It is useful that the end surfaces 86, 88 of the rod 107 can remain uncoated. Alternatively, one or more gaps can be left in the metal coating for liquid penetration either in the thicker end sections (electric contact sections) or in the thinner central section (electric heater section).

Металлический слой может наноситься на поверхность пористой керамики с помощью любой из различных технологий осаждения, которые позволяют наносить металлы с толщиной слоя в соответствии с описанными выше диапазонами. Примеры подходящих технологий включают в себя физическое осаждение из паровой фазы, химическое осаждение из паровой фазы и распыление. Вариации толщины, непокрытых областей и поверхностей, а также отверстий/окон/промежутков могут обеспечиваться с использованием известных способов, таких как технологии наложения масок и фотолитографии. Специалисту в данной области техники известны подходящие способы нанесения микронного слоя металла постоянной или переменной толщины на часть или всю поверхность участка пористого керамического материала, включая упомянутые и другие технологии, такие как любая подходящая технология ламинирования.The metal layer can be applied to the surface of the porous ceramic using any of various deposition technologies that allow metals to be applied in layer thicknesses in accordance with the ranges described above. Examples of suitable technologies include physical vapor deposition, chemical vapor deposition and sputtering. Variations in thickness, uncoated areas and surfaces, and openings/windows/gaps can be achieved using known methods, such as masking and photolithography technologies. A person skilled in the art knows suitable methods for applying a micron-sized metal layer of constant or variable thickness to a portion or the entire surface of a portion of a porous ceramic material, including the above-mentioned and other technologies, such as any suitable lamination technology.

Для металлического покрытия могут использоваться различные металлы. Полезным примером является нихром, представляющий собой любой сплава никеля и хрома (и, возможно, других элементов, таких как железо). Это относительно инертный металлический материал, поэтому он может выдерживать воздействие жидкости и пара в системе генерирования пара без разрушения или взаимодействия, которое могло бы загрязнять пар. Например, можно использовать никель-хромовый сплав в соотношении 80:20. Другие примеры включают в себя кобальт, никель и золото. Однако металлическое покрытие не ограничивается этими материалами и может содержать другие металлы, включая элементарные металлы и сплавы.A variety of metals can be used for metallic plating. A useful example is nichrome, which is any alloy of nickel and chromium (and possibly other elements such as iron). It is a relatively inert metallic material, so it can withstand exposure to the liquid and steam in a steam generating system without degradation or interaction that could contaminate the steam. For example, an 80:20 nickel-chromium alloy can be used. Other examples include cobalt, nickel, and gold. However, metallic plating is not limited to these materials and can contain other metals, including elemental metals and alloys.

В качестве пористой керамики могут использоваться различные материалы, например, оксид алюминия, кордиерит, муллит и карбид кремния. Наиболее подходящим явдяется оксид алюминия, поскольку он является химически нейтральным материалом. Однако пористая керамика не ограничивается упомянутыми материалами, и вместо них могут использоваться другие материалы.Various materials can be used as porous ceramics, such as aluminum oxide, cordierite, mullite, and silicon carbide. Aluminum oxide is the most suitable because it is a chemically neutral material. However, porous ceramics are not limited to the materials mentioned, and other materials can be used instead.

Выше описаны различные варианты осуществления изобретения, посредством которых можно на практике реализовать изобретение и предложить индукторы, индукционные устройства, узлы индуктора, генераторы магнитного поля, устройства предоставления аэрозоля и системы предоставления аэрозоля более высокого качества. Преимущества и особенности вариантов осуществления изобретения являются всего лишь иллюстративными примерами и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию сущности изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, особенности, конструкции и/или другие аспекты не следует рассматривать как ограничения изобретения, заданного его формулой, и что можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации, не выходя за объем изобретения. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, особенностей, частей, этапов, средств и т.д.Various embodiments of the invention have been described above, by means of which it is possible to practically implement the invention and to provide inductors, induction devices, inductor assemblies, magnetic field generators, aerosol delivery devices and aerosol delivery systems of higher quality. The advantages and features of the embodiments of the invention are merely illustrative examples and are not exhaustive and/or exclusive. They are presented only to facilitate an understanding of the essence of the invention. It is understood that the advantages, embodiments, examples, functions, features, structures and/or other aspects should not be considered as limitations of the invention defined by its claims and that other embodiments can be used and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The various embodiments of the invention may comprise, consist of or essentially consist of various combinations of the described elements, components, features, parts, steps, means, etc.

Claims (27)

1. Пористый элемент для системы предоставления пара, содержащий удлиненный стержень из пористого керамического материала, имеющий первую торцевую поверхность, вторую торцевую поверхность и одну или несколько боковых поверхностей, проходящих между первой и второй торцевыми поверхностями и определяющих длину стержня; а также металлическое покрытие, нанесенное на по меньшей мере одну боковую поверхность на по меньшей мере части длины стержня, при этом участок каждой из одной или нескольких боковых поверхностей, примыкающий к первой торцевой поверхности, не имеет металлического покрытия, образуя непокрытый концевой участок стержня.1. A porous element for a steam supply system comprising an elongated rod made of a porous ceramic material having a first end surface, a second end surface and one or more side surfaces extending between the first and second end surfaces and defining the length of the rod; and a metal coating applied to at least one side surface over at least part of the length of the rod, wherein a portion of each of the one or more side surfaces adjacent to the first end surface does not have a metal coating, forming an uncoated end portion of the rod. 2. Пористый элемент по п. 1, в котором металлическое покрытие нанесено на каждую из одной или нескольких боковых поверхностей.2. The porous element of claim 1, wherein the metal coating is applied to each of the one or more side surfaces. 3. Пористый элемент по п. 2, в котором металлическое покрытие непрерывно проходит вокруг одной или нескольких боковых поверхностей.3. The porous element of claim 2, wherein the metal coating extends continuously around one or more side surfaces. 4. Пористый элемент по п. 1, в котором непокрытый концевой участок занимает от 10 до 50% длины стержня.4. The porous element according to claim 1, wherein the uncoated end portion occupies from 10 to 50% of the length of the rod. 5. Пористый элемент по любому из пп. 1-4, в котором металлическое покрытие нанесено на одну или несколько боковых поверхностей до второй торцевой поверхности.5. A porous element according to any one of paragraphs 1-4, in which the metal coating is applied to one or more side surfaces up to the second end surface. 6. Пористый элемент по любому из пп. 1-5, в котором металлическое покрытие нанесено также и на вторую торцевую поверхность.6. A porous element according to any one of paragraphs 1-5, in which the metallic coating is also applied to the second end surface. 7. Пористый элемент по любому из пп. 1-6, в котором одна или несколько боковых поверхностей представляют собой единую боковую поверхность, а стержень представляет собой круглый или эллиптический цилиндр.7. A porous element according to any one of claims 1 to 6, wherein one or more side surfaces are a single side surface and the rod is a round or elliptical cylinder. 8. Пористый элемент по любому из пп. 1-7, в котором металлическое покрытие нанесено распылением, химическим осаждением из паровой фазы или физическим осаждением из паровой фазы.8. A porous element according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal coating is applied by sputtering, chemical vapor deposition or physical vapor deposition. 9. Пористый элемент по любому из пп. 1-8, в котором металл представляет собой никель, золото, кобальт или хромоникелевый сплав.9. A porous element according to any one of claims 1 to 8, wherein the metal is nickel, gold, cobalt or a chromium-nickel alloy. 10. Пористый элемент по любому из пп. 1-9, в котором толщина металлического покрытия составляет от 1 до 50 мкм.10. A porous element according to any one of paragraphs 1-9, in which the thickness of the metal coating is from 1 to 50 μm. 11. Пористый элемент по п. 10, в котором толщина по меньшей мере части металлического покрытия составляет менее 5 мкм, образуя герметизирующий слой на стержне для предотвращения утечки жидкости.11. The porous element of claim 10, wherein the thickness of at least part of the metal coating is less than 5 μm, forming a sealing layer on the rod to prevent liquid leakage. 12. Пористый элемент по любому из пп. 10 или 11, в котором толщина по меньшей мере части металлического покрытия составляет менее 5 мкм или более, образуя токоприемник для индукционного нагрева удлиненного стержня.12. A porous element according to any one of claims 10 or 11, wherein the thickness of at least part of the metal coating is less than 5 µm or more, forming a current collector for inductively heating the elongated rod. 13. Пористый элемент по п. 12, в котором толщина металлического покрытия составляет от 5 до 20 мкм.13. A porous element according to claim 12, wherein the thickness of the metal coating is from 5 to 20 µm. 14. Пористый элемент по любому из пп. 1-13, в котором толщина металлического покрытия изменяется в зависимости от положения вдоль длины стержня.14. A porous element according to any one of claims 1 to 13, wherein the thickness of the metal coating varies depending on the position along the length of the rod. 15. Пористый элемент по п. 14, в котором толщина металлического покрытия на по меньшей мере одной боковой поверхности имеет первую толщину около первой торцевой поверхности и вторую толщину около второй торцевой поверхности, причем вторая толщина больше первой.15. The porous element of claim 14, wherein the thickness of the metal coating on at least one side surface has a first thickness near the first end surface and a second thickness near the second end surface, wherein the second thickness is greater than the first. 16. Пористый элемент по п. 14, в котором толщина металлического покрытия на по меньшей мере одной боковой поверхности имеет первую толщину около первой торцевой поверхности, вторую толщину около второй торцевой поверхности и третью толщину на промежуточном участке по меньшей мере одной боковой поверхности, причем третья толщина больше первой толщины и второй толщины.16. The porous element of claim 14, wherein the thickness of the metal coating on at least one side surface has a first thickness near the first end surface, a second thickness near the second end surface, and a third thickness at an intermediate section of at least one side surface, wherein the third thickness is greater than the first thickness and the second thickness. 17. Пористый элемент по любому из пп. 15 или 16, в котором наибольшая толщина металлического покрытия составляет от 5 до 20 мкм.17. A porous element according to any one of claims 15 or 16, wherein the greatest thickness of the metal coating is from 5 to 20 µm. 18. Пористый элемент по любому из пп. 15 или 16, в котором по меньшей мере первая толщина металлического покрытия составляет менее 5 мкм.18. A porous element according to any one of claims 15 or 16, wherein at least the first thickness of the metal coating is less than 5 µm. 19. Пористый элемент по любому из пп. 1-13, в котором металлическое покрытие является токоприемником для индукционного нагрева удлиненного стержня и выполнено с возможностью обеспечения профиля нагревания, изменяющегося вдоль длины стержня при использовании с индуктором, работающим с пространственно постоянной частотой переменного тока.19. A porous element according to any one of claims 1-13, in which the metal coating is a current collector for inductively heating the elongated rod and is designed to provide a heating profile that varies along the length of the rod when used with an inductor operating with a spatially constant alternating current frequency. 20. Пористый элемент по п. 10, дополнительно содержащий электрические контакты для металлического покрытия, обеспечивающие протекание электрического тока через металлическое покрытие, так что металлическое покрытие является резистивным электрическим нагревателем для нагрева удлиненного стержня.20. The porous element of claim 10, further comprising electrical contacts for the metal coating that provide for the flow of electric current through the metal coating, so that the metal coating is a resistive electric heater for heating the elongated rod. 21. Пористый элемент по п. 20, в котором электрические контакты представляют собой металлическое покрытие большей толщины на концевых участках удлиненного стержня или вблизи них, при этом толщина металлического покрытия на промежуточном участке удлиненного стержня меньше указанной большей толщины, образуя резистивный электрический нагреватель.21. The porous element of claim 20, wherein the electrical contacts are a metal coating of greater thickness at or near the end sections of the elongated rod, and the thickness of the metal coating at the intermediate section of the elongated rod is less than said greater thickness, forming a resistive electric heater. 22. Пористый элемент по любому из пп. 20 или 21, в котором толщина металлического покрытия, выполняющего функцию резистивного электрического нагревателя, составляет не более 10 мкм.22. A porous element according to any one of paragraphs 20 or 21, in which the thickness of the metal coating performing the function of a resistive electric heater is no more than 10 µm. 23. Пористый элемент по любому из пп. 1-22, в котором в металлическом покрытии имеются одно или несколько отверстий, внутри которых удлиненный стержень не имеет покрытия.23. A porous element according to any one of paragraphs 1-22, in which the metal coating has one or more openings, inside which the elongated rod has no coating. 24. Источник аэрозоля для системы предоставления пара, содержащий пористый элемент по любому из пп. 1-23 и резервуар для хранения аэрозольобразующего субстрата, подлежащего доставке к пористому элементу для испарения.24. An aerosol source for a vapor delivery system comprising a porous element according to any one of claims 1-23 and a reservoir for storing an aerosol-forming substrate to be delivered to the porous element for evaporation. 25. Картомайзер для системы предоставления пара, содержащий пористый элемент по любому из пп. 1-23 или источник аэрозоля по п. 24.25. A cartomizer for a vapor delivery system comprising a porous element according to any one of claims 1-23 or an aerosol source according to claim 24. 26. Система предоставления пара, содержащая пористый элемент по любому из пп. 1-23, источник аэрозоля по п. 24 или картомайзер по п. 25 и источник электроэнергии.26. A vapor supply system comprising a porous element according to any one of claims 1-23, an aerosol source according to claim 24 or a cartomizer according to claim 25, and an electrical power source. 27. Система по п. 26, выполненная с возможностью подачи электроэнергии от ее источника на металлическое покрытие для обеспечения выполнения им функции нагревательного элемента.27. The system according to item 26, designed with the possibility of supplying electrical energy from its source to the metal coating to ensure that it performs the function of a heating element.
RU2022101249A 2019-07-23 2020-07-21 Porous element for vapour supply system RU2828025C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1910509.7 2019-07-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022101249A RU2022101249A (en) 2023-07-20
RU2828025C2 true RU2828025C2 (en) 2024-10-07

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130213418A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Altria Client Services Inc. Electronic smoking article
US20130298905A1 (en) * 2012-03-12 2013-11-14 UpToke, LLC Electronic vaporizing device and methods for use
RU2615960C2 (en) * 2011-12-08 2017-04-11 Филип Моррис Продактс С.А. Aerosol-generating device with capillary interface
RU2661461C2 (en) * 2013-03-15 2018-07-16 Олтриа Клайент Сервисиз Ллк Electronic smoking article
RU2680438C2 (en) * 2014-05-21 2019-02-21 Филип Моррис Продактс С.А. Aerosol-generating system comprising planar induction coil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615960C2 (en) * 2011-12-08 2017-04-11 Филип Моррис Продактс С.А. Aerosol-generating device with capillary interface
US20130213418A1 (en) * 2012-02-22 2013-08-22 Altria Client Services Inc. Electronic smoking article
US20130298905A1 (en) * 2012-03-12 2013-11-14 UpToke, LLC Electronic vaporizing device and methods for use
RU2661461C2 (en) * 2013-03-15 2018-07-16 Олтриа Клайент Сервисиз Ллк Electronic smoking article
RU2680438C2 (en) * 2014-05-21 2019-02-21 Филип Моррис Продактс С.А. Aerosol-generating system comprising planar induction coil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102826420B1 (en) Heater assembly for an aerosol-generating system
JP7323132B2 (en) Electronic aerosol delivery system and vaporizer for electronic aerosol delivery system
JP7351490B2 (en) Porous elements for steam supply systems
RU2644107C1 (en) Cartridge for aerosol-generating system and system, generating aerosol, containing cartridge
RU2704890C2 (en) Aerosol-generating system and aerosol-generating article for use in such system
JP2022125131A (en) Fluid permeable heater assembly for aerosol generation system and cartomizer cartridge
CN112074200B (en) Molded barrel assembly
CN112384090B (en) Inductively heatable cartridge for an aerosol generating system and an aerosol generating system comprising the inductively heatable cartridge
JP7268824B2 (en) Atomizer for steam supply system
JP7467405B2 (en) Carrier material having internal channels
KR20130139298A (en) An aerosol generating system with leakage prevention
KR20190112869A (en) Electronic aerosol provision systems
KR20210124453A (en) Heaters for Steam Delivery Systems
KR20200090222A (en) Aerosol sources for steam delivery systems
KR20190100474A (en) An aerosol generating device with adjustable airflow
KR20210005024A (en) Heater assembly having a plurality of recesses
EP3547855B1 (en) Vaporizer for an aerosol-generating system and vaporizing method
RU2828025C2 (en) Porous element for vapour supply system
US20230292833A1 (en) A Cartridge for a Vapour Generating System
EP4444120B1 (en) Hybrid aerosol-generating system with modular consumable
RU2824028C2 (en) Electronic steam delivery system, atomizer and cartridge for it
KR102892463B1 (en) Heater assembly for aerosol generating systems
RU2797251C2 (en) Induction heated cartridge for aerosol generating system and aerosol generating system containing induction-heated cartridge
RU2805451C2 (en) Nebulizer for electrically heated aerosol generating system, electrically heated aerosol generating system (embodiments) and cartridge for aerosol generating system
RU2777387C2 (en) Molded cartridge assembly