RU2839646C1 - Heater assembly for aerosol-generating system, cartridge for aerosol-generating system, aerosol-generating system, and method for making heater assembly for aerosol-generating system - Google Patents
Heater assembly for aerosol-generating system, cartridge for aerosol-generating system, aerosol-generating system, and method for making heater assembly for aerosol-generating system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2839646C1 RU2839646C1 RU2023100840A RU2023100840A RU2839646C1 RU 2839646 C1 RU2839646 C1 RU 2839646C1 RU 2023100840 A RU2023100840 A RU 2023100840A RU 2023100840 A RU2023100840 A RU 2023100840A RU 2839646 C1 RU2839646 C1 RU 2839646C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- fluid
- aerosol
- transfer material
- heater assembly
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к нагревателю в сборе для системы, генерирующей аэрозоль. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к нагревателю в сборе для удерживаемой рукой электрической системы, генерирующей аэрозоль, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля и доставки аэрозоля в рот пользователя. Настоящее изобретение также относится к картриджу для системы, генерирующей аэрозоль, содержащей нагреватель в сборе, систему, генерирующую аэрозоль, и способ изготовления нагревателя в сборе.The present invention relates to a heater assembly for an aerosol generating system. In particular, but not exclusively, the present invention relates to a heater assembly for a hand-held electric aerosol generating system for heating an aerosol-forming substrate to generate an aerosol and deliver the aerosol to the user's mouth. The present invention also relates to a cartridge for an aerosol generating system comprising a heater assembly, an aerosol generating system, and a method for manufacturing the heater assembly.
Известны удерживаемые рукой электрические устройства и системы, генерирующие аэрозоль, которые состоят из части в виде устройства, содержащей батарею и управляющую электронику, части для содержания или вмещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и электрического нагревателя для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Нагреватель, как правило, содержит катушку из проволоки, которая намотана вокруг удлиненного фитиля, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревателю. Через катушку из проволоки может быть пропущен электрический ток для нагрева нагревателя и, следовательно, генерирования аэрозоля из субстрата, образующего аэрозоль. Также имеется мундштучная часть, через которую пользователь может втягивать аэрозоль в рот.Hand-held electrical devices and systems generating an aerosol are known, which consist of a part in the form of a device containing a battery and control electronics, a part for containing or housing a liquid substrate forming an aerosol, and an electric heater for heating the substrate forming an aerosol to generate an aerosol. The heater typically contains a coil of wire, which is wound around an elongated wick, which carries the liquid substrate forming an aerosol from the liquid storage part to the heater. An electric current can be passed through the coil of wire to heat the heater and, therefore, generate an aerosol from the substrate forming an aerosol. There is also a mouthpiece part through which the user can draw the aerosol into the mouth.
В дополнение к фитилю часть для хранения жидкости может содержать абсорбирующий материал для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Следовательно, изготовление нагревателя в сборе для известных устройств, генерирующих аэрозоль, и предоставление средств переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательной проволоке может включать сборку по меньшей мере трех компонентов. Это увеличивает сложность сборочной линии и количество задействованных производственных этапов.In addition to the wick, the liquid storage portion may comprise an absorbent material for retaining the liquid aerosol-forming substrate. Therefore, the manufacture of a heater assembly for known aerosol-generating devices and the provision of means for transferring the liquid aerosol-forming substrate to the heating wire may involve assembling at least three components. This increases the complexity of the assembly line and the number of manufacturing steps involved.
Другая проблема с известными устройствами, генерирующими аэрозоль, возникает, если пользователь продолжает использовать устройство, генерирующее аэрозоль, после того, как жидкий субстрат, образующий аэрозоль, был израсходован. В этой ситуации, как известно, некоторые материалы, используемые для формирования капиллярных материалов, разлагаются при нагреве в сухом состоянии и выделяют нежелательные побочные продукты, которые могут быть потенциально вредными. Кроме того, как известно, некоторые волокнистые капиллярные материалы выделяют волокна при нагреве в сухом состоянии.Another problem with known aerosol generating devices occurs if the user continues to use the aerosol generating device after the liquid substrate that forms the aerosol has been expended. In this situation, some materials used to form the capillary materials are known to decompose when heated in a dry state and release unwanted by-products that can be potentially harmful. Additionally, some fibrous capillary materials are known to release fibers when heated in a dry state.
В документе WO 2020/065077 А1 описывается нагревательный узел для генерирующей аэрозоль системы. Указанный нагревательный узел содержит проницаемый для текучей среды нагреватель для нагрева жидкого образующего аэрозоль субстрата для образования аэрозоля и пористый элемент для переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата к проницаемому для текучей среды нагревателю. При этом указанный проницаемый для текучей среды нагреватель нанесен на пористую наружную поверхность пористого элемента.Document WO 2020/065077 A1 describes a heating unit for an aerosol generating system. Said heating unit comprises a fluid-permeable heater for heating a liquid aerosol-forming substrate to form an aerosol and a porous element for transferring the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heater. Said fluid-permeable heater is applied to a porous outer surface of the porous element.
Было бы желательно предусмотреть нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, который имеет меньшее количество частей, необходимых для сборки. Было бы желательно предусмотреть нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, который более простой в изготовлении. Также было бы желательно предусмотреть нагреватель в сборе, который снижает риск получения нежелательных побочных продуктов.It would be desirable to provide a heater assembly for an aerosol generating system that has fewer parts required for assembly. It would be desirable to provide a heater assembly for an aerosol generating system that is simpler to manufacture. It would also be desirable to provide a heater assembly that reduces the risk of producing unwanted by-products.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль. Нагреватель в сборе может содержать проницаемый для текучей среды нагревательный элемент для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для образования аэрозоля. Нагреватель в сборе может содержать материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Материал для переноса может содержать керамику. Керамика может быть нанесена на проницаемую для текучей среды поверхность проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Керамика может быть нанесена непосредственно на проницаемую для текучей среды поверхность проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.According to one example of the present invention, a heater assembly is provided for an aerosol generating system. The heater assembly may comprise a fluid-permeable heating element for heating a liquid aerosol-forming substrate to form an aerosol. The heater assembly may comprise a transfer material for transferring the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element. The transfer material may comprise ceramics. The ceramics may be applied to a fluid-permeable surface of the fluid-permeable heating element. The ceramics may be applied directly to the fluid-permeable surface of the fluid-permeable heating element.
Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит: проницаемый для текучей среды нагревательный элемент для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для образования аэрозоля; и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу, при этом материал для переноса содержит керамику, которая нанесена непосредственно на проницаемую для текучей среды поверхность проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.According to one example of the present invention, a heater assembly is provided for an aerosol generating system, wherein the heater assembly comprises: a fluid-permeable heating element for heating a liquid aerosol-forming substrate to form an aerosol; and a transfer material for transferring the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element, wherein the transfer material comprises ceramics that are applied directly to a fluid-permeable surface of the fluid-permeable heating element.
Как используется в настоящем документе, термин «нанесенный» предназначен для обозначения того, что материал для переноса образован в ходе некоторого вида процесса физического осаждения, химического осаждения или электрического осаждения на поверхности проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Термин «нанесенный» не предназначен для охвата образования материала для переноса как отдельной дискретной части, которая просто прикреплена к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу или размещена в контакте с ним. Для исключения неопределенности термин «нанесенный» включает электрофоретическое осаждение.As used herein, the term "deposited" is intended to mean that the transfer material is formed by some type of physical deposition, chemical deposition, or electroplating process on the surface of the fluid-permeable heating element. The term "deposited" is not intended to cover the formation of the transfer material as a separate, discrete portion that is simply attached to or placed in contact with the fluid-permeable heating element. For the avoidance of doubt, the term "deposited" includes electrophoretic deposition.
Как используется в настоящем документе, термин «нанесенный непосредственно» означает, что материал для переноса нанесен на поверхность проницаемого для текучей среды нагревательного элемента в непосредственном контакте с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом без промежуточных компонентов, расположенных между материалом для переноса и проницаемым для текучей среды нагревательным элементом.As used herein, the term "directly applied" means that the transfer material is applied to the surface of the fluid-permeable heating element in direct contact with the fluid-permeable heating element without intervening components located between the transfer material and the fluid-permeable heating element.
Преимущественно при нанесении материала для переноса непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, материал для переноса образует единое целое с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом. Другими словами, материал для переноса и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент образованы в виде единого целого или части. Вместо двух компонентов, т.е. отдельного материала для переноса и нагревательного элемента, нагреватель в сборе содержит только один компонент. Это уменьшает количество дискретных частей нагревателя в сборе, которые необходимо собрать, и делает сборку более простой. Это также устраняет необходимость в дополнительных компонентах для сборки нагревателя в сборе, например, в каркасе или держателе для удержания компонентов вместе. Кроме того, другие компоненты нагревателя в сборе могут быть подключены непосредственно к нагревателю в сборе. Например, электрические контакты могут быть подключены непосредственно к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Дополнительно образование проницаемого для текучей среды нагревательного элемента и материала для переноса в виде единого целого компонента гарантирует, что проницаемый для текучей среды нагревательный элемент находится в сообщении по текучей среде с материалами для переноса и способствует подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.Advantageously, when the transfer material is applied directly to the fluid-permeable heating element, the transfer material forms a single unit with the fluid-permeable heating element. In other words, the transfer material and the fluid-permeable heating element are formed as a single unit or part. Instead of two components, i.e., a separate transfer material and a heating element, the heater assembly comprises only one component. This reduces the number of discrete parts of the heater assembly that must be assembled and makes assembly simpler. This also eliminates the need for additional components to assemble the heater assembly, such as a frame or holder to hold the components together. In addition, other components of the heater assembly can be connected directly to the heater assembly. For example, electrical contacts can be connected directly to the fluid-permeable heating element. Additionally, forming the fluid-permeable heating element and the transfer material as a single integral component ensures that the fluid-permeable heating element is in fluid communication with the transfer materials and facilitates delivery of the liquid aerosol-forming substrate to the heating element.
Преимущество образования материала для переноса из керамики заключается в том, что это уменьшает некоторые проблемы, которые могут возникнуть при использовании волокнистых капиллярных материалов, таких как получение нежелательных побочных продуктов, вызванных ситуацией сухого нагрева. По сравнению с некоторыми волокнами на основе полимеров, керамика относительно инертна и термически и структурно стабильна в более широком диапазоне температур. Использование керамического материала для переноса также снижает риск попадания сегментов волокна в устройство.The advantage of forming the transfer material from ceramics is that it reduces some of the problems that can arise when using fibrous capillary materials, such as the production of unwanted by-products caused by dry heat situations. Compared to some polymer-based fibers, ceramics are relatively inert and thermally and structurally stable over a wider temperature range. Using a ceramic transfer material also reduces the risk of fiber segments being lost to the device.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать множество промежутков или прорезей, которые проходят от первой стороны ко второй стороне нагревательного элемента. Множество промежутков или прорезей преимущественно позволяют текучей среде проникать через нагревательный элемент.The fluid-permeable heating element may comprise a plurality of gaps or slits that extend from a first side to a second side of the heating element. The plurality of gaps or slits advantageously allow fluid to penetrate through the heating element.
Материал для переноса может содержать множество каналов, предназначенных для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, ко множеству прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Каждый канал из множества каналов может быть капиллярным каналом, который переносит текучую среду с одного конца материала для переноса на другой конец посредством капиллярного действия. Материал для переноса может включать любую подходящую керамику. Материал для переноса может содержать любую подходящую инертную керамику или биосовместимую керамику. Примерами подходящей керамики являются Al2O3, ZrO2 и керамика из фосфата кальция, включающая гидроксиапатит.The transfer material may comprise a plurality of channels designed to transfer a liquid aerosol-forming substrate to a plurality of slits of a fluid-permeable heating element. Each channel of the plurality of channels may be a capillary channel that transfers a fluid from one end of the transfer material to the other end by capillary action. The transfer material may comprise any suitable ceramic. The transfer material may comprise any suitable inert ceramic or biocompatible ceramic. Examples of suitable ceramics include Al 2 O 3 , ZrO 2 and calcium phosphate ceramics including hydroxyapatite.
Для каждой из прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента или по меньшей мере для большей части (например, более 50 процентов) каждой из прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента материал для переноса может содержать соответствующий канал, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к его соответствующей прорези. Для более чем 60 процентов, предпочтительно для более чем 7 0 процентов и более предпочтительно для более чем 80 процентов прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, материал для переноса может содержать соответствующий канал, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к его соответствующей прорези. От 50 процентов до 85 процентов, предпочтительно от 60 процентов до 85 процентов и более предпочтительно от 70 процентов до 85 процентов прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, материал для переноса может содержать соответствующий канал, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к его соответствующей прорези. Это означает, что каждая прорезь или по меньшей мере каждая из большей части прорезей имеет свой собственный выделенный канал, который способствует подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Это также означает, что жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть подан в каждую прорезь или по меньшей мере в большую часть прорезей. Это способствует обеспечению того, что каждая часть проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, которая имеет прорезь, или по меньшей мере большая часть каждой части проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, которая имеет прорезь, получает подачу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, и подача равномерно распределена по проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.For each of the slots of the fluid-permeable heating element or at least for the majority (for example, more than 50 percent) of each of the slots of the fluid-permeable heating element, the transfer material may comprise a corresponding channel intended to transfer the liquid aerosol-forming substrate to its corresponding slot. For more than 60 percent, preferably for more than 70 percent and more preferably for more than 80 percent of the slots of the fluid-permeable heating element, the transfer material may comprise a corresponding channel intended to transfer the liquid aerosol-forming substrate to its corresponding slot. From 50 percent to 85 percent, preferably from 60 percent to 85 percent and more preferably from 70 percent to 85 percent of the slots of the fluid-permeable heating element, the transfer material may comprise a corresponding channel intended to transfer the liquid aerosol-forming substrate to its corresponding slot. This means that each slot or at least each of the majority of the slots has its own dedicated channel that facilitates the supply of the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element. This also means that the liquid aerosol-forming substrate can be supplied to each slot or at least to the majority of the slots. This helps to ensure that each part of the fluid-permeable heating element that has a slot, or at least the majority of each part of the fluid-permeable heating element that has a slot, receives a supply of the liquid aerosol-forming substrate, and the supply is uniformly distributed over the fluid-permeable heating element.
Материал для переноса может иметь толщину, определенную между первой поверхностью материала для переноса и противоположной второй поверхностью материала для переноса. Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может быть расположен на первой поверхности, а вторая поверхность может быть расположена с возможностью приема жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Множество каналов может проходить через толщину материала для переноса между первой и второй поверхностями материала для переноса. Множество каналов, проходящих через толщину материала для переноса, может способствовать подаче жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из части для хранения текучей среды к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Толщина материала для переноса может составлять от 0,5 до 6 мм.The transfer material may have a thickness defined between the first surface of the transfer material and the opposite second surface of the transfer material. The fluid-permeable heating element may be located on the first surface, and the second surface may be located with the possibility of receiving the liquid substrate forming the aerosol. A plurality of channels may pass through the thickness of the transfer material between the first and second surfaces of the transfer material. The plurality of channels passing through the thickness of the transfer material may facilitate the supply of the liquid substrate forming the aerosol from the fluid storage portion to the fluid-permeable heating element. The thickness of the transfer material may be from 0.5 to 6 mm.
Множество каналов может быть расположено с возможностью обеспечения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в одном направлении между первой и второй поверхностями материала для переноса. Преимущественно это может привести к более эффективному переносу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. В стандартном пористом керамическом материале поры соединены между собой изотропным образом и текучая среда может проникать в любом направлении через керамику и не обязательно по направлению к нагревательному элементу. Путем предоставления каналов через керамику текучая среда протекает через материал для переноса в одном направлении, то есть от второй поверхности, где жидкий субстрат, образующий аэрозоль, поступает к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.A plurality of channels may be arranged to provide a flow of a liquid aerosol-forming substrate in one direction between the first and second surfaces of the transfer material. Advantageously, this may result in a more efficient transfer of the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element. In a standard porous ceramic material, the pores are interconnected in an isotropic manner and the fluid may penetrate in any direction through the ceramic and not necessarily in the direction of the heating element. By providing channels through the ceramic, the fluid flows through the transfer material in one direction, i.e. from the second surface where the liquid aerosol-forming substrate enters the fluid-permeable heating element.
Множество каналов может проходить по существу линейно в направлении по существу ортогональном первой поверхности материала для переноса. Преимущественно это может привести к более эффективному переносу жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу, поскольку текучая среда проходит кратчайший путь к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу, то есть по прямой линии.The plurality of channels may extend substantially linearly in a direction substantially orthogonal to the first surface of the transfer material. Advantageously, this may result in a more efficient transfer of the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element, since the fluid passes the shortest path to the fluid-permeable heating element, i.e., in a straight line.
Каждая прорезь из множества прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента может иметь размер поперечного сечения от 20 до 300 мкм. Было обнаружено, что это особенно эффективный диапазон размеров, позволяющий жидкому субстрату, образующему аэрозоль, проникать в прорези проницаемого для текучей среды нагревательного элемента и особенно эффективно генерировать аэрозоль при нагреве проницаемым для текучей среды нагревательным элементом.Each slit of the plurality of slits of the fluid-permeable heating element may have a cross-sectional size of 20 to 300 μm. This has been found to be a particularly effective size range for allowing the liquid aerosol-forming substrate to penetrate the slits of the fluid-permeable heating element and to generate the aerosol particularly efficiently when heated by the fluid-permeable heating element.
Предпочтительно каждая прорезь из множества прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента может иметь размер поперечного сечения от 20 до 200 мкм, более предпочтительно от 20 до 100 мкм, более предпочтительно от 50 до 80 мкм и еще более предпочтительно приблизительно 7 0 мкм.Preferably, each slit of the plurality of slits of the fluid-permeable heating element may have a cross-sectional size of 20 to 200 μm, more preferably 20 to 100 μm, more preferably 50 to 80 μm, and even more preferably approximately 70 μm.
Размеры поперечного сечения каждого канала из множества каналов вдоль длины каналов могут быть по существу такими же, как размеры поперечного сечения прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Это обеспечивает беспрепятственный поток жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через каналы.The cross-sectional dimensions of each channel of the plurality of channels along the length of the channels may be substantially the same as the cross-sectional dimensions of the slits of the fluid-permeable heating element. This ensures unimpeded flow of the liquid substrate forming the aerosol through the channels.
Размеры поперечного сечения каждого канала из множества каналов вдоль длины каналов могут быть по существу такими же, как размеры поперечного сечения соответствующей прорези проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Это обеспечивает беспрепятственный поток жидкого субстрата, образующего аэрозоль, через каналы.The cross-sectional dimensions of each channel of the plurality of channels along the length of the channels may be substantially the same as the cross-sectional dimensions of the corresponding slot of the fluid-permeable heating element. This ensures unimpeded flow of the liquid substrate forming the aerosol through the channels.
Нагреватель в сборе может дополнительно содержать электрические контакты для подачи электропитания на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент. Электрические контакты могут быть непосредственно подключены к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Преимущественно за счет непосредственного подключения электрических контактов к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу дополнительно уменьшено количество компонентов, которые необходимо собрать и подключить на сборочной линии.The assembled heater may further comprise electrical contacts for supplying electrical power to the fluid-permeable heating element. The electrical contacts may be directly connected to the fluid-permeable heating element. Advantageously, by directly connecting the electrical contacts to the fluid-permeable heating element, the number of components that must be assembled and connected on the assembly line is further reduced.
Электрические контакты могут быть расположены на противоположных концах проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Части электрического контакта могут содержать две электропроводящие контактные площадки.Electrical contacts may be located at opposite ends of the fluid-permeable heating element. The electrical contact portions may comprise two electrically conductive contact pads.
Электропроводящие контактные площадки могут быть расположены в области кромки проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Предпочтительно по меньшей мере две электропроводящие контактные площадки могут быть расположены по краям нагревательного элемента. Электропроводящая контактная площадка может быть прикреплена непосредственно к электропроводящим нитям проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Электропроводящая контактная площадка может содержать накладку из олова. В качестве альтернативы электропроводящая контактная площадка может представлять собой единое целое с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом.The electrically conductive contact pads may be located in the region of the edge of the fluid-permeable heating element. Preferably, at least two electrically conductive contact pads may be located at the edges of the heating element. The electrically conductive contact pad may be attached directly to the electrically conductive threads of the fluid-permeable heating element. The electrically conductive contact pad may comprise a tin overlay. Alternatively, the electrically conductive contact pad may be a single unit with the fluid-permeable heating element.
Материал для переноса может содержать первый материал для переноса, расположенный на первой стороне проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Нагреватель в сборе может дополнительно содержать второй материал для переноса, расположенный на второй стороне проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Это эффективно зажимает проницаемый для текучей среды нагревательный элемент между первым и вторым материалами для переноса, что может способствовать улучшению надежности нагревателя в сборе.The transfer material may comprise a first transfer material located on the first side of the fluid-permeable heating element. The assembled heater may further comprise a second transfer material located on the second side of the fluid-permeable heating element. This effectively clamps the fluid-permeable heating element between the first and second transfer materials, which may contribute to improving the reliability of the assembled heater.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать электрически резистивный нагревательный элемент.The fluid-permeable heating element may comprise an electrically resistive heating element.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может быть изготовлен из любого подходящего электропроводного материала. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, константан, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, а также суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal®, сплавы на основе железа и алюминия, а также сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированную торговую марку компании «Titanium Metals Corporation». Предпочтительно проницаемый для текучей среды нагревательный элемент изготовлен из нержавеющей стали, более предпочтительно из нержавеющей стали серии 300, такой как AISI 304, 316, 304L, 316L.The fluid-permeable heating element may be made of any suitable electrically conductive material. Suitable materials include, but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically "conductive" ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide), carbon, graphite, metals, metal alloys, and composite materials made of a ceramic material and a metallic material. Such composite materials may comprise doped or undoped ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum, and platinum group metals. Examples of suitable metal alloys include stainless steel, constantan, nickel, cobalt, chromium, aluminum, titanium, zirconium, hafnium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten, tin, gallium, manganese and iron-containing alloys, as well as nickel-based, iron-based, cobalt-based superalloys, stainless steel, Timetal®, iron-based aluminum alloys, and iron-based, manganese-based and aluminum-based alloys. Timetal® is a registered trademark of Titanium Metals Corporation. Preferably, the fluid-permeable heating element is made of stainless steel, more preferably of 300 series stainless steel, such as AISI 304, 316, 304L, 316L.
Кроме того, проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать комбинации вышеописанных материалов. Комбинацию материалов можно использовать для улучшения управления сопротивлением по существу плоского нагревательного элемента. Например, материалы с высоким собственным сопротивлением могут комбинироваться с материалами с низким собственным сопротивлением. Это может быть преимущественным, если один из материалов является более предпочтительным по другим причинам, например, из-за стоимости, обрабатываемости или других физических и химических параметров. Преимущественно нагреватели с высоким удельным сопротивлением обеспечивают возможность более эффективного использования энергии батареи.In addition, the fluid-permeable heating element may comprise combinations of the above-described materials. The combination of materials may be used to improve the resistance control of the substantially flat heating element. For example, materials with high intrinsic resistance may be combined with materials with low intrinsic resistance. This may be advantageous if one of the materials is more preferable for other reasons, such as cost, processability, or other physical and chemical parameters. Advantageously, heaters with high specific resistance provide the possibility of more efficient use of battery energy.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать по существу плоский нагревательный элемент, что обеспечивает простое изготовление. Геометрически термин «по существу плоский» нагревательный элемент используется для обозначения нагревательного элемента, имеющего форму по существу двумерного топологического многообразия. В некоторых примерах по существу плоский нагревательный элемент может проходить в двух направлениях по поверхности в значительно большей мере, чем в третьем измерении. В некоторых примерах размеры по существу плоского нагревательного элемента в двух измерениях в пределах поверхности могут быть по меньшей мере в пять раз больше, чем в третьем измерении, перпендикулярном этой поверхности. В некоторых примерах по существу плоский проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать две по существу воображаемые параллельные плоские поверхности. В некоторых примерах по существу плоский нагревательный элемент может быть структурой между двумя по существу воображаемыми параллельными плоскими поверхностями, при этом расстояние между этими двумя воображаемыми поверхностями по существу меньше, чем протяженность в пределах этих поверхностей. В некоторых примерах только одна из двух по существу воображаемых параллельных поверхностей может быть плоской. В некоторых примерах осуществления по существу плоский нагревательный элемент может быть планарным. В других примерах по существу плоский нагревательный элемент может быть изогнутым вдоль одного или более измерений, например, образуя куполообразную форму или мостовую форму.The fluid-permeable heating element may comprise a substantially flat heating element, which provides simple manufacturing. Geometrically, the term "substantially flat" heating element is used to denote a heating element having the shape of a substantially two-dimensional topological manifold. In some examples, the substantially flat heating element may extend in two directions along the surface to a significantly greater extent than in the third dimension. In some examples, the dimensions of the substantially flat heating element in two dimensions within the surface may be at least five times greater than in the third dimension perpendicular to this surface. In some examples, the substantially flat fluid-permeable heating element may comprise two substantially imaginary parallel flat surfaces. In some examples, the substantially flat heating element may be a structure between two substantially imaginary parallel flat surfaces, wherein the distance between these two imaginary surfaces is substantially less than the extension within these surfaces. In some examples, only one of the two substantially imaginary parallel surfaces may be flat. In some embodiments, the substantially flat heating element may be planar. In other examples, the substantially flat heating element may be curved along one or more dimensions, such as to form a dome shape or a bridge shape.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать одну или несколько электрически проводящих нитей. Термин «нить» используется для обозначения электрического пути, расположенного между двумя электрическими контактами. Нить может произвольным образом разветвляться и расходиться на несколько путей или нитей, соответственно, или несколько электрических путей могут сходиться в один путь. Нить может иметь круглую, квадратную, плоскую или любую другую форму поперечного сечения. Нить может быть расположена прямолинейным или криволинейным образом.The fluid-permeable heating element may comprise one or more electrically conductive filaments. The term "filament" is used to denote an electrical path located between two electrical contacts. The filament may arbitrarily branch and diverge into several paths or filaments, respectively, or several electrical paths may converge into one path. The filament may have a round, square, flat or any other cross-sectional shape. The filament may be arranged in a rectilinear or curvilinear manner.
Проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может представлять собой матрицу нитей, например, расположенных параллельно друг другу. Предпочтительно нити могут образовывать сетку. Сетка может быть плетеной или неплетеной. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур. Альтернативно электропроводящийThe fluid-permeable heating element may be a matrix of threads, for example, arranged parallel to each other. Preferably, the threads may form a mesh. The mesh may be woven or non-woven. The mesh may be formed using various types of woven or lattice structures. Alternatively, the electrically conductive
нагревательный элемент содержит матрицу нитей или тканое полотно из нитей. Сетка, матрица или тканое полотно из электропроводящих нитей также могут характеризоваться своей способностью удерживать жидкость.the heating element comprises a matrix of threads or a woven fabric of threads. The mesh, matrix or woven fabric of electrically conductive threads may also be characterized by its ability to retain liquid.
В предпочтительном примере по существу плоский нагревательный элемент может быть выполнен из проволоки, которая образует проволочную сетку. Предпочтительно сетка имеет конструкцию полотняного переплетения. ПредпочтительноIn a preferred example, the substantially flat heating element may be formed from a wire that forms a wire mesh. Preferably, the mesh has a plain weave construction. Preferably,
нагревательный элемент представляет собой проволочную решетку, выполненную из полосок сетки.The heating element is a wire grid made of mesh strips.
Электропроводящие нити могут образовывать промежутки между нитями, и промежутки могут иметь ширину от 10 микрометров до 100 микрометров. Предпочтительно нити создают капиллярное действие в промежутках, так что при использовании жидкость, предназначенная для испарения, втягивается в промежутки, увеличивая площадь контакта между нагревательным элементом и жидким субстратом, образующим аэрозоль.The conductive threads may form gaps between the threads, and the gaps may have a width of 10 micrometers to 100 micrometers. Preferably, the threads create a capillary action in the gaps so that in use, the liquid to be evaporated is drawn into the gaps, increasing the contact area between the heating element and the liquid substrate forming the aerosol.
Электропроводящие нити могут образовывать сетку размером от 60 до 240 нитей на сантиметр (+/- 10 процентов). Предпочтительно плотность сетки составляет от 100 до 140 нитей на сантиметр (+/-10 процентов). Более предпочтительно плотность сетки составляет приблизительно 115 нитей на сантиметр. Ширина промежутков может составлять от 20 микрометров до 300 микрометров, предпочтительно от 50 микрометров до 100 микрометров, более предпочтительно приблизительно 7 0 микрометров. Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади промежутков к общей площади сетки, может составлять от 40 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 85 процентов до 80 процентов, более предпочтительно приблизительно 82 процента.The electrically conductive threads can form a mesh with a size of 60 to 240 threads per centimeter (+/- 10 percent). Preferably, the mesh density is from 100 to 140 threads per centimeter (+/- 10 percent). More preferably, the mesh density is about 115 threads per centimeter. The width of the gaps can be from 20 micrometers to 300 micrometers, preferably from 50 micrometers to 100 micrometers, more preferably about 70 micrometers. The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the gaps to the total area of the mesh, can be from 40 percent to 90 percent, preferably from 85 percent to 80 percent, more preferably about 82 percent.
Электропроводящие нити могут иметь ширину или диаметр от 10 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 10 микрометров до 50 микрометров, более предпочтительно от 12 микрометров до 25 микрометров и наиболее предпочтительно приблизительно 16 микрометров. Нити могут иметь круглое поперечное сечение или могут иметь сплющенное поперечное сечение.The electrically conductive threads may have a width or diameter of 10 micrometers to 100 micrometers, preferably 10 micrometers to 50 micrometers, more preferably 12 micrometers to 25 micrometers, and most preferably about 16 micrometers. The threads may have a circular cross-section or may have a flattened cross-section.
Площадь сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, предпочтительно меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно 15 квадратным миллиметрам. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Использование размеров сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей, составляющих менее или равных 50 квадратным миллиметрам, снижает величину общей мощности, необходимой для нагрева сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей, при этом все еще обеспечивая достаточный контакт сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Сетка, матрица или тканое полотно из электропроводящих нитей может, например, иметь прямоугольную форму с длиной, составляющей от 2 миллиметров до 10 миллиметров, и шириной, составляющей от 2 миллиметров до 10 миллиметров. Предпочтительно сетка имеет размеры приблизительно 5 миллиметров на 3 миллиметра.The area of the grid, matrix or woven web of electrically conductive threads may be small, such as less than or equal to 50 square millimeters, preferably less than or equal to 25 square millimeters, more preferably approximately 15 square millimeters. The size is selected to include the heating element in a hand-held system. Using a grid, matrix or woven web of electrically conductive threads of less than or equal to 50 square millimeters reduces the amount of total power required to heat the grid, matrix or woven web of electrically conductive threads, while still providing sufficient contact of the grid, matrix or woven web of electrically conductive threads with the liquid substrate that forms the aerosol. The mesh, matrix or woven fabric of electrically conductive threads may, for example, have a rectangular shape with a length of 2 millimeters to 10 millimeters and a width of 2 millimeters to 10 millimeters. Preferably, the mesh has dimensions of approximately 5 millimeters by 3 millimeters.
Предпочтительно нити изготовлены из проволоки. Более предпочтительно проволока изготовлена из металла, наиболее предпочтительно из нержавеющей стали.Preferably, the threads are made of wire. More preferably, the wire is made of metal, most preferably stainless steel.
Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей нагревательного элемента может составлять от 0,3 Ом до 4 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно или выше 0,5 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей составляет от 0,6 Ом до 0,8 Ом и наиболее предпочтительно приблизительно 0,68 Ом. Электрическое сопротивление сетки, матрицы или тканого полотна из электропроводящих нитей предпочтительно по меньшей мере на порядок и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка больше чем электрическое сопротивление любых электропроводящих контактных частей. Это обеспечивает локализацию тепла, сгенерированного посредством прохождения тока через нагревательный элемент, на сетке или матрице из электропроводящих нитей. Преимущественно нагревательный элемент имеет низкое общее сопротивление, если питание в систему подается от батареи. Система с низким сопротивлением и высоким током обеспечивает возможность подачи высокой мощности на нагревательный элемент.Это обеспечивает возможность быстрого нагрева нагревательным элементом электропроводящих нитей до необходимой температуры.The electrical resistance of the grid, matrix or woven fabric of electrically conductive threads of the heating element may be from 0.3 ohms to 4 ohms. Preferably, the electrical resistance is equal to or higher than 0.5 ohms. More preferably, the electrical resistance of the grid, matrix or woven fabric of electrically conductive threads is from 0.6 ohms to 0.8 ohms and most preferably approximately 0.68 ohms. The electrical resistance of the grid, matrix or woven fabric of electrically conductive threads is preferably at least an order of magnitude and more preferably at least two orders of magnitude greater than the electrical resistance of any electrically conductive contact parts. This ensures that the heat generated by passing the current through the heating element is localized on the grid or matrix of electrically conductive threads. Advantageously, the heating element has a low overall resistance if the system is powered by a battery. A low resistance and high current system makes it possible to supply high power to the heating element. This makes it possible for the heating element to quickly heat the electrically conductive threads to the required temperature.
Альтернативно проницаемый для текучей среды нагревательный элемент может содержать нагревательную пластину или мембрану, в которой выполнен ряд прорезей. Прорези могут быть выполнены, например, посредством травления или механической обработки. Указанные пластина или мембрана могут быть выполнены из любого материала с подходящими электрическими свойствами, такого как материалы, описанные выше в отношении проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.Alternatively, the fluid-permeable heating element may comprise a heating plate or membrane in which a number of slits are formed. The slits may be formed, for example, by etching or mechanical processing. Said plate or membrane may be made of any material with suitable electrical properties, such as the materials described above with respect to the fluid-permeable heating element.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль. Картридж может содержать нагреватель в сборе в соответствии с любым из примеров нагревателей в сборе, описанных выше. Картридж может содержать часть или отделение для хранения жидкости, предназначенные для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.According to another example of the present invention, a cartridge for an aerosol generating system is provided. The cartridge may comprise a heater assembly according to any of the examples of heater assemblies described above. The cartridge may comprise a liquid storage portion or compartment for holding a liquid substrate that forms an aerosol.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе согласно любому из примеров нагревателей в сборе, описанных выше, и часть или отделение для хранения жидкости, предназначенные для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.According to another example of the present invention, a cartridge is provided for an aerosol generating system, wherein the cartridge comprises a heater assembly according to any of the examples of heater assemblies described above, and a liquid storage portion or compartment for holding a liquid substrate that forms an aerosol.
Термины «часть для хранения жидкости» и «отделение для хранения жидкости» используются в данном документе взаимозаменяемо. Часть или отделение для хранения жидкости может иметь первую и вторую части для хранения, находящиеся в сообщении друг с другом. Первая часть для хранения отделения для хранения жидкости может быть на стороне нагревателя в сборе, противоположной стороне, на которой находится вторая часть для хранения отделения для хранения жидкости. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержится в первой и второй частях отделения для хранения жидкости.The terms "liquid storage portion" and "liquid storage compartment" are used interchangeably herein. The liquid storage portion or compartment may have first and second storage portions that are in communication with each other. The first storage portion of the liquid storage compartment may be on the side of the heater assembly opposite to the side on which the second storage portion of the liquid storage compartment is located. The aerosol-forming liquid substrate is contained in the first and second portions of the liquid storage compartment.
В качестве преимущества первая часть для хранения отделения для хранения больше, чем вторая часть для хранения отделения для хранения жидкости. Картридж может быть выполнен с возможностью обеспечения пользователю возможности втягивания или всасывания из картриджа для вдыхания аэрозоля, генерируемого в картридже. При использовании отверстие на мундштучном конце картриджа обычно располагается над нагревателем в сборе, при этом первая часть для хранения отделения для хранения расположена между отверстием на мундштучном конце и нагревателем в сборе. Если первая часть отделения для хранения жидкости больше, чем вторая часть отделения для хранения жидкости, то это обеспечивает доставку жидкости от первой части отделения для хранения жидкости ко второй части отделения для хранения жидкости и, таким образом, к нагревателю в сборе во время использования под действием силы тяжести.As an advantage, the first storage portion of the storage compartment is larger than the second storage portion of the liquid storage compartment. The cartridge can be designed to provide the user with the possibility of drawing or sucking from the cartridge to inhale the aerosol generated in the cartridge. In use, the opening at the mouth end of the cartridge is typically located above the heater assembly, wherein the first storage portion of the storage compartment is located between the opening at the mouth end and the heater assembly. If the first portion of the liquid storage compartment is larger than the second portion of the liquid storage compartment, then this ensures that the liquid is delivered from the first portion of the liquid storage compartment to the second portion of the liquid storage compartment and thus to the heater assembly during use by gravity.
Картридж может иметь мундштучный конец, через который пользователь может втягивать генерируемый аэрозоль, и соединительный конец, выполненный с возможностью соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, при этом первая сторона нагревателя в сборе обращена к мундштучному концу, а вторая сторона нагревателя в сборе обращена к соединительному концу.The cartridge may have a mouthpiece end through which the user can draw in the generated aerosol, and a connecting end configured to be connected to an aerosol generating device, wherein the first side of the heater assembly faces the mouthpiece end, and the second side of the heater assembly faces the connecting end.
Картридж может образовывать закрытый путь или проход для потока воздуха от впускного отверстия для воздуха мимо первой стороны нагревателя в сборе к отверстию на мундштучном конце картриджа. Закрытый проход для потока воздуха может проходить через первую или вторую часть для хранения отделения для хранения жидкости. В одном варианте осуществления путь для потока воздуха проходит между первой и второй частями для хранения отделения для хранения жидкости. В дополнение проход для потока воздуха может проходить через первую часть для хранения отделения для хранения жидкости. Например, первая часть для хранения отделения для хранения жидкости может иметь кольцевое поперечное сечение, причем проход для потока воздуха проходит от нагревателя в сборе до части в виде мундштучного конца через первую часть для хранения отделения для хранения жидкости. В качестве альтернативы проход для потока воздуха может проходить от нагревателя в сборе до отверстия на мундштучном конце, смежного с первой частью для хранения отделения для хранения жидкости.The cartridge may form a closed path or passage for air flow from the air inlet past the first side of the heater assembly to the opening at the mouth end of the cartridge. The closed passage for air flow may pass through the first or second storage portion of the liquid storage compartment. In one embodiment, the path for air flow passes between the first and second storage portions of the liquid storage compartment. In addition, the passage for air flow may pass through the first storage portion of the liquid storage compartment. For example, the first storage portion of the liquid storage compartment may have an annular cross-section, and the passage for air flow passes from the heater assembly to the portion in the form of the mouth end through the first storage portion of the liquid storage compartment. Alternatively, the passage for air flow may pass from the heater assembly to the opening at the mouth end adjacent to the first storage portion of the liquid storage compartment.
Альтернативно или в дополнение картридж может содержать материал с удерживающей способностью для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Удерживающий материал может находиться в первой части для хранения отделения для хранения жидкости, во второй части для хранения отделения для хранения жидкости, или как в первой, так и во второй частях для хранения отделения для хранения жидкости. Удерживающий материал может представлять собой пеноматериал, губку или совокупность волокон. Удерживающий материал может быть образован из полимера или сополимера. В одном варианте осуществления удерживающий материал представляет собой скрученный полимер. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться внутрь удерживающего материала во время использования. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен в капсуле.Alternatively or in addition, the cartridge may comprise a material with a holding capacity for holding the liquid substrate that forms the aerosol. The holding material may be in the first portion for storing the liquid storage compartment, in the second portion for storing the liquid storage compartment, or in both the first and second portions for storing the liquid storage compartment. The holding material may be a foam material, a sponge, or a set of fibers. The holding material may be formed from a polymer or a copolymer. In one embodiment, the holding material is a twisted polymer. The liquid substrate that forms the aerosol may be released into the holding material during use. For example, the liquid substrate that forms the aerosol may be provided in a capsule.
Картридж в качестве преимущества содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль. В контексте данного документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль.The cartridge advantageously contains a liquid aerosol-forming substrate. In the context of this document, the term "aerosol-forming substrate" refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. The volatile compounds can be released by heating the aerosol-forming substrate.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть жидким при комнатной температуре. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как жидкие, так и твердые компоненты. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, содержащий никотин, может представлять собой матрицу из никотиновой соли. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные вкусоароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный табачный материал. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, не содержащий табака. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал растительного происхождения.The aerosol-forming substrate may be liquid at room temperature. The aerosol-forming substrate may contain both liquid and solid components. The liquid aerosol-forming substrate may contain nicotine. The liquid aerosol-forming substrate containing nicotine may be a nicotine salt matrix. The liquid aerosol-forming substrate may contain a material of plant origin. The liquid aerosol-forming substrate may contain tobacco. The liquid aerosol-forming substrate may contain a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavor compounds that are released from the aerosol-forming substrate upon heating. The liquid aerosol-forming substrate may contain homogenized tobacco material. The liquid aerosol-forming substrate may contain a material that does not contain tobacco. The liquid aerosol-forming substrate may contain homogenized material of plant origin.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно или более веществ для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля представляет собой любое подходящее известное соединение или любую смесь соединений, которая, при использовании способствует образованию плотного и стабильного аэрозоля и является по существу устойчивой к термической деградации при рабочей температуре системы. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают глицерин и пропиленгликоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны в данной области техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные вкусоароматические добавки.The liquid aerosol-forming substrate may comprise one or more aerosol formers. The aerosol former is any suitable known compound or any mixture of compounds that, when used, promotes the formation of a dense and stable aerosol and is substantially resistant to thermal degradation at the operating temperature of the system. Examples of suitable aerosol formers include glycerol and propylene glycol. Suitable aerosol formers are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerol, esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. The liquid substrate that forms the aerosol may contain water, solvents, ethanol, plant extracts and natural or artificial flavors.
Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой глицерин или пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в жидком субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например, приблизительно 2%.The liquid aerosol-forming substrate may comprise nicotine and at least one aerosol-forming agent. The aerosol-forming agent may be glycerin or propylene glycol. The aerosol-forming agent may comprise both glycerin and propylene glycol. The nicotine concentration in the liquid aerosol-forming substrate may be from about 0.5% to about 10%, such as about 2%.
Картридж может содержать корпус. Корпус может быть выполнен из полученного формованием пластмассового материала, такого как полипропилен (РР) или полиэтилентерефталат (PET). Корпус может частично или полностью образовывать стенку одной или обеих частей отделения для хранения жидкости. Корпус и отделение для хранения жидкости могут быть выполнены как единое целое. В качестве альтернативы отделение для хранения жидкости может быть выполнено отдельно от корпуса и соединено с корпусом.The cartridge may comprise a housing. The housing may be formed from a molded plastic material such as polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET). The housing may partially or completely form the wall of one or both parts of the liquid storage compartment. The housing and the liquid storage compartment may be formed as a single unit. Alternatively, the liquid storage compartment may be formed separately from the housing and connected to the housing.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предложена система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж в соответствии с любым из примеров картриджей, описанных выше. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж может быть разъемно присоединен к устройству, генерирующему аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания для нагревателя в сборе.According to another example of the present invention, an aerosol generating system is proposed. The aerosol generating system may comprise a cartridge according to any of the examples of cartridges described above. The aerosol generating system may comprise an aerosol generating device. The cartridge may be detachably connected to the aerosol generating device. The aerosol generating device may comprise a power source for the heater assembly.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно любому из примеров картриджей, описанных выше; и устройство, генерирующее аэрозоль; при этом картридж разъемно присоединен к устройству, генерирующему аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для нагревателя в сборе.According to another example of the present invention, there is provided an aerosol generating system comprising: a cartridge according to any of the examples of cartridges described above; and an aerosol generating device; wherein the cartridge is detachably connected to the aerosol generating device, wherein the aerosol generating device comprises a power source for the heater assembly.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на нагреватель в сборе.The aerosol generating device may further comprise a control circuit configured to control the supply of electrical power to the heater assembly.
Схема управления может содержать микропроцессор. Микропроцессор может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, способную обеспечивать управление. Схема управления может содержать дополнительные электронные компоненты. Например, в некоторых вариантах осуществления схема управления может содержать любое из следующего: датчики, переключатели, отображающие элементы. Питание может подаваться на нагреватель в сборе непрерывно после активации устройства или может подаваться с перерывами, например от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагреватель в сборе в виде импульсов электрического тока, например, посредством широтно-импульсной модуляции (РИМ).The control circuit may comprise a microprocessor. The microprocessor may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application-specific integrated circuit (ASIC) or other electronic circuit capable of providing control. The control circuit may comprise additional electronic components. For example, in some embodiments, the control circuit may comprise any of the following: sensors, switches, display elements. Power may be supplied to the heater assembly continuously after activation of the device, or may be supplied intermittently, such as from puff to puff. Power may be supplied to the heater assembly in the form of pulses of electrical current, such as by means of pulse width modulation (PWM).
Источник питания может представлять собой источник питания постоянного тока. Источник питания может представлять собой батарею. Батарея может представлять собой батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титанатную или литий-полимерную батарею. Батарея может представлять собой никель-металл-гидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может быть перезаряжаемым и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов заряда и разряда. Источник питания может иметь емкость, которая делает возможным накопление достаточного количества энергии для одного или более применений пользователем; например, источник питания может иметь достаточную емкость, чтобы сделать возможным непрерывное генерирование аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, что соответствует обычному времени, затрачиваемому на выкуривание традиционной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.The power source may be a DC power source. The power source may be a battery. The battery may be a lithium-based battery, such as a lithium-cobalt, lithium-iron phosphate, lithium-titanate or lithium-polymer battery. The battery may be a nickel-metal hydride battery or a nickel-cadmium battery. The power source may be another type of charge storage device, such as a capacitor. The power source may be rechargeable and be capable of performing multiple charge and discharge cycles. The power source may have a capacity that makes it possible to store a sufficient amount of energy for one or more uses by the user; for example, the power source may have sufficient capacity to make it possible to continuously generate an aerosol for a period of approximately six minutes, which corresponds to the typical time spent smoking a traditional cigarette, or for a period that is a multiple of six minutes. In another example, the power source may have a capacity sufficient to enable a specified number of puffs or individual activations of the heater assembly.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус. The aerosol generating device may comprise a housing.
Корпус может быть продолговатым. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более из таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например полипропилен, полиэфирэфиркетон (РЕЕК) и полиэтилен. Материал предпочтительно является легким и нехрупким.The housing may be elongated. The housing may comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials include metals, alloys, plastics or composite materials containing one or more of such materials, or thermoplastic materials suitable for use in the food or pharmaceutical industries, such as polypropylene, polyetheretherketone (PEEK) and polyethylene. The material is preferably lightweight and non-brittle.
Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может представлять собой удерживаемую рукой систему, генерирующую аэрозоль, выполненную с возможностью обеспечения осуществления пользователем затяжки из мундштука для втягивания аэрозоля через отверстие на мундштучном конце. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Система, генерирующая аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.The aerosol generating system may be a hand-held aerosol generating system. The aerosol generating system may be a hand-held aerosol generating system configured to provide a user with a puff from a mouthpiece to draw in the aerosol through an opening at the mouthpiece end. The aerosol generating system may have a size comparable to the size of a traditional cigar or cigarette. The aerosol generating system may have a total length of about 30 mm to about 150 mm. The aerosol generating system may have an outer diameter of about 5 mm to about 30 mm.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревателя в сборе для системы, генерирующей аэрозоль. Способ может включать предоставление проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Способ может включать предоставление материала для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу. Материал для переноса может быть предоставлен путем нанесения керамики на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент. Материал для переноса может быть предоставлен путем нанесения керамики непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент.According to another example of the present invention, a method for producing a heater assembly for an aerosol generating system is provided. The method may include providing a fluid-permeable heating element. The method may include providing a material for transferring a liquid substrate that forms an aerosol to the fluid-permeable heating element. The transfer material may be provided by applying ceramics to the fluid-permeable heating element. The transfer material may be provided by applying ceramics directly to the fluid-permeable heating element.
Согласно другому примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревателя в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предоставление проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, предоставление материала для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу; при этом материал для переноса предоставляют путем нанесения керамики непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент.According to another example of the present invention, a method of producing a heater assembly for an aerosol generating system is provided, wherein the method comprises: providing a fluid-permeable heating element, providing a material for transferring a liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element; wherein the transfer material is provided by applying ceramic directly to the fluid-permeable heating element.
Преимущественно при нанесении материала для переноса непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, материал для переноса образует единое целое с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом. Другими словами, материал для переноса и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент образованы в виде единого целого или части. Материал для переноса и проницаемый для текучей среды нагревательный элемент образованы в виде единого целого или части на одном этапе изготовления. Вместо двух компонентов, т.е. отдельного материала для переноса и нагревательного элемента, нагреватель в сборе содержит только один компонент. Это уменьшает количество дискретных частей нагревателя в сборе, которые необходимо собрать, и делает сборку более простой. Это также устраняет необходимость в дополнительных компонентах для сборки нагревателя в сборе, например, в каркасе или держателе для удержания компонентов вместе. Кроме того, другие компоненты нагревателя в сборе могут быть подключены непосредственно к нагревателю в сборе. Например, электрические контакты могут быть подключены непосредственно к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.Advantageously, when applying the transfer material directly to the fluid-permeable heating element, the transfer material forms a single unit with the fluid-permeable heating element. In other words, the transfer material and the fluid-permeable heating element are formed as a single unit or part. The transfer material and the fluid-permeable heating element are formed as a single unit or part in a single manufacturing step. Instead of two components, i.e., a separate transfer material and a heating element, the heater assembly comprises only one component. This reduces the number of discrete parts of the heater assembly that must be assembled and makes assembly simpler. This also eliminates the need for additional components to assemble the heater assembly, such as a frame or holder to hold the components together. In addition, other components of the heater assembly can be connected directly to the heater assembly. For example, electrical contacts can be connected directly to the fluid-permeable heating element.
Материал для переноса может быть нанесен непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент путем электрофоретического осаждения.The transfer material can be applied directly onto the fluid-permeable heating element by electrophoretic deposition.
Как используется в настоящем документе, термин «электрофоретическое осаждение» относится к процессу, в котором коллоидные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой среде, мигрируют под воздействием электрического поля (электрофореза) и наносятся на проводящие субстраты, такие как проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, который действует как электрод.As used herein, the term "electrophoretic deposition" refers to a process in which colloidal particles suspended in a liquid medium migrate under the influence of an electric field (electrophoresis) and are deposited onto conductive substrates, such as a fluid-permeable heating element that acts as an electrode.
Электрофоретическое осаждение может способствовать приданию нагревателю в сборе ряда характеристик. Преимущественно керамический материал для переноса соединяется с проницаемым для текучей среды нагревательным элементом для получения цельного нагревателя в сборе, содержащего проницаемый для текучей среды нагревательный элемент и цельный материал для переноса. Керамический материал для переноса будет нанесен в форме нижележащего проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, который действует как электрод в процессе электрофоретического осаждения. Кроме того, нанесенный керамический материал для переноса будет сохранять эту форму по мере увеличения толщины нанесенного керамического слоя во время процесса осаждения. Следовательно, керамический материал для переноса будет иметь по существу линейные каналы, отходящие от проницаемого для текучей среды нагревательного элемента. Каналы будут иметь по существу ту же форму и размеры, что и нижележащие прорези в проницаемом для текучей среды нагревательном элементе. Таким образом, каналы будут обеспечивать однонаправленный поток жидкости через материал для переноса по направлению к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу за счет капиллярного действия.Electrophoretic deposition can contribute to imparting a number of characteristics to the heater assembly. Advantageously, a ceramic transfer material is combined with a fluid-permeable heating element to form a single-piece heater assembly comprising a fluid-permeable heating element and a single-piece transfer material. The ceramic transfer material will be deposited in the shape of an underlying fluid-permeable heating element that acts as an electrode during the electrophoretic deposition process. In addition, the deposited ceramic transfer material will maintain this shape as the thickness of the deposited ceramic layer increases during the deposition process. Accordingly, the ceramic transfer material will have substantially linear channels extending from the fluid-permeable heating element. The channels will have substantially the same shape and dimensions as the underlying slits in the fluid-permeable heating element. Thus, the channels will provide a unidirectional flow of fluid through the transfer material towards the fluid-permeable heating element by capillary action.
Материал для переноса может быть нанесен посредством нанесения керамических частиц на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, при этом средний размер керамических частиц составляет от 0,05 до 0,7 мкм. Было обнаружено, что данный диапазон размеров керамических частиц является особенно эффективным для получения материала для переноса, обладающего подходящими свойствами.The transfer material can be applied by applying ceramic particles to a fluid-permeable heating element, wherein the average size of the ceramic particles is from 0.05 to 0.7 μm. This range of ceramic particle sizes has been found to be particularly effective in obtaining a transfer material having suitable properties.
Размер керамических частиц может зависеть от типа используемой керамики. Например, для инертной керамики, такой как Al2O3 и ZrO2, размер частиц может составлять от 0,2 до 0,7 мкм. Для биосовместимой керамики, такой как гидроксиапатит, размер частиц может составлять от 50 до 600 нанометров.The size of the ceramic particles can depend on the type of ceramic used. For example, for inert ceramics such as Al 2 O 3 and ZrO 2 , the particle size can range from 0.2 to 0.7 μm. For biocompatible ceramics such as hydroxyapatite, the particle size can range from 50 to 600 nanometers.
В способе могут быть использованы частицы разных типов керамики для создания разных керамических слоев внутри нанесенного материала для переноса. Разные типы керамики могут быть использованы для придания разных свойств материалу для переноса.The method may use particles of different types of ceramics to create different ceramic layers within the applied transfer material. Different types of ceramics may be used to impart different properties to the transfer material.
Способ может дополнительно включать отжиг нагревателя в сборе после нанесения материала для переноса. Способ может дополнительно включать спекание нагревателя в сборе после нанесения материала для переноса. Спекание приводит к коалесценции керамических частиц и уменьшению пор или пространств между керамическими частицами. Это может способствовать уменьшению латерального потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из каналов через корпус керамики и вместо этого поддерживает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в каналах, так что жидкость эффективно течет по каналам к прорезям в проницаемом для текучей среды нагревательном элементе.The method may further include annealing the heater assembly after applying the transfer material. The method may further include sintering the heater assembly after applying the transfer material. Sintering causes the ceramic particles to coalesce and reduce the pores or spaces between the ceramic particles. This may help reduce the lateral flow of the liquid aerosol-forming substrate from the channels through the ceramic body and instead maintain the liquid aerosol-forming substrate in the channels so that the liquid flows efficiently through the channels to the slots in the fluid-permeable heating element.
Настоящее изобретение определено в формуле изобретения. Однако ниже представлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанного в данном документе.The present invention is defined in the claims. However, a non-exhaustive list of non-limiting examples is provided below. Any one or more of the features of these examples may be combined with any one or more features of another example, embodiment or aspect described herein.
Пример Ex1: нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит: проницаемый для текучей среды нагревательный элемент для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.Example Ex1: A heater assembly for an aerosol generating system, wherein the heater assembly comprises: a fluid-permeable heating element for heating a liquid aerosol-forming substrate; and a transfer material for transferring the liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element.
Пример Ех2: нагреватель в сборе по примеру Ex1, где материал для переноса содержит керамику, которая нанесена непосредственно на проницаемую для текучей среды поверхность проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.Example Ex2: A heater assembly according to example Ex1, wherein the transfer material comprises ceramics which are applied directly to the fluid-permeable surface of the fluid-permeable heating element.
Пример Ех3: нагреватель в сборе по примеру Ex1 или примеру Ех2, где проницаемый для текучей среды нагревательный элемент содержит множество прорезей, позволяющих текучей среде проникать через нагревательный элемент.Example Ex3: A heater assembly according to example Ex1 or example Ex2, wherein the fluid-permeable heating element comprises a plurality of slits allowing fluid to penetrate through the heating element.
Пример Ех4: нагреватель в сборе по примеру Ех3, где материал для переноса содержит множество каналов,Example Ex4: a heater assembly according to example Ex3, where the transfer material comprises a plurality of channels,
предназначенных для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, ко множеству прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.designed to transfer a liquid substrate that forms an aerosol to a plurality of slots in a heating element that is permeable to the fluid.
Пример Ех5: нагреватель в сборе по примеру Ех4, где для каждой из прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента материал для переноса содержит соответствующий канал, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к его соответствующей прорези.Example Ex5: An assembled heater according to example Ex4, wherein for each of the slots of the fluid-permeable heating element the transfer material comprises a corresponding channel for transferring the liquid aerosol-forming substrate to its corresponding slot.
Пример Ех6: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где материал для переноса имеет толщину, определенную между первой поверхностью материала для переноса и противоположной второй поверхностью материала для переноса, при этом проницаемый для текучей среды нагревательный элемент расположен на первой поверхности, а вторая поверхность расположена с возможностью приема жидкого субстрата, образующего аэрозоль, причем множество каналов проходит через толщину материала для переноса между первой и второй поверхностями материала для переноса.Example Ex6: A heater assembly according to any preceding example, wherein the transfer material has a thickness defined between a first surface of the transfer material and an opposite second surface of the transfer material, wherein the fluid-permeable heating element is located on the first surface and the second surface is located to receive a liquid substrate that forms an aerosol, wherein a plurality of channels extend through the thickness of the transfer material between the first and second surfaces of the transfer material.
Пример Ех7: нагреватель в сборе по примеру Ех6, где множество каналов расположено с возможностью обеспечения потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в одном направлении между первой и второй поверхностями материала для переноса.Example Ex7: A heater assembly according to example Ex6, wherein a plurality of channels are arranged to provide a flow of a liquid aerosol-forming substrate in one direction between the first and second surfaces of the transfer material.
Пример Ех8: нагреватель в сборе по примеру Ех6 или примеру Ех7, где множество каналов проходит по существу линейно в направлении по существу ортогональном первой поверхности материала для переноса.Example Ex8: a heater assembly according to example Ex6 or example Ex7, wherein the plurality of channels extend substantially linearly in a direction substantially orthogonal to the first surface of the transfer material.
Пример Ех9: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где каждая прорезь из множества прорезей проницаемого для текучей среды нагревательного элемента имеет размер поперечного сечения от 20 до 300 мкм.Example Ex9: A heater assembly according to any preceding example, wherein each slot of the plurality of slots of the fluid-permeable heating element has a cross-sectional size of from 20 to 300 μm.
Пример Ех10: нагреватель в сборе по любому из примеров Ех5-Ех9, где размеры поперечного сечения каждого канала из множества каналов вдоль длины каналов являются по существу такими же, как размеры поперечного сечения соответствующей прорези проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.Example Ex10: A heater assembly according to any one of examples Ex5-Ex9, wherein the cross-sectional dimensions of each channel of the plurality of channels along the length of the channels are substantially the same as the cross-sectional dimensions of the corresponding slot of the fluid-permeable heating element.
Пример Ex11: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, дополнительно содержащий электрические контакты для подачи электропитания на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, где электрические контактыExample Ex11: A heater assembly according to any preceding example, further comprising electrical contacts for supplying electrical power to the fluid-permeable heating element, where the electrical contacts
непосредственно подключены к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.directly connected to a fluid-permeable heating element.
Пример Ех12: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где проницаемый для текучей среды нагревательный элемент является по существу плоским.Example Ex12: A heater assembly according to any preceding example, wherein the fluid-permeable heating element is substantially planar.
Пример Ех13: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где материал для переноса содержит керамику, выбранную из одного или более из оксида алюминия, оксида циркония и гидроксиапатита.Example Ex13: A heater assembly according to any preceding example, wherein the transfer material comprises a ceramic selected from one or more of aluminum oxide, zirconium oxide, and hydroxyapatite.
Пример Ех14: нагреватель в сборе по любому из примеров Ех5-Ех13, где каждая прорезь проницаемого для текучей среды нагревательного элемента по существу выровнена с соответствующим каналом.Example Ex14: A heater assembly according to any one of examples Ex5 to Ex13, wherein each slot of the fluid-permeable heating element is substantially aligned with a corresponding channel.
Пример Ех15: нагреватель в сборе по любому из примеров Ех4-Ех14, где форма поперечного сечения каналов является по существу такой же, как и форма поперечного сечения прорезей.Example Ex15: A heater assembly according to any one of examples Ex4 to Ex14, wherein the cross-sectional shape of the channels is substantially the same as the cross-sectional shape of the slots.
Пример Ех1б: нагреватель в сборе по любому из примеров Ех11-Ех15, где электрические контакты расположены на противоположных сторонах проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.Example Ex1b: a heater assembly according to any of the examples Ex11-Ex15, wherein the electrical contacts are located on opposite sides of the fluid-permeable heating element.
Пример Ех17: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где материал для переноса содержит первый материал для переноса, расположенный на первой стороне проницаемого для текучей среды нагревательного элемента, при этом нагреватель в сборе содержит второй материал для переноса, расположенный на второй стороне проницаемого для текучей среды нагревательного элемента.Example Ex17: A heater assembly according to any preceding example, wherein the transfer material comprises a first transfer material located on a first side of the fluid-permeable heating element, and the heater assembly comprises a second transfer material located on a second side of the fluid-permeable heating element.
Пример Ex18: нагреватель в сборе по любому предыдущему примеру, где проницаемый для текучей среды нагревательный элемент содержит сетчатый нагреватель, содержащий множество пересекающихся нагревательных нитей.Example Ex18: A heater assembly according to any preceding example, wherein the fluid-permeable heating element comprises a mesh heater comprising a plurality of intersecting heating filaments.
Пример Ex19: нагреватель в сборе по примеру Ех18, где ширина или диаметр нагревательных нитей составляет от 10 до 100 мкм.Example Ex19: a heater assembly according to example Ex18, where the width or diameter of the heating filaments is from 10 to 100 µm.
Пример Ех20: картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе по любому из предыдущих примеров и часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.Example Ex20: A cartridge for an aerosol generating system, wherein the cartridge comprises a heater assembly according to any of the previous examples and a liquid storage portion for holding a liquid aerosol-forming substrate.
Пример Ех21: система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж по примеру Ех20; и устройство, генерирующее аэрозоль; где картридж разъемно присоединен к устройству, генерирующему аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для нагревателя в сборе.Example Ex21: An aerosol generating system comprising: a cartridge according to example Ex20; and an aerosol generating device; wherein the cartridge is removably connected to the aerosol generating device, wherein the aerosol generating device comprises a power source for the heater assembly.
Пример Ех22: способ изготовления нагревателя в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предоставление проницаемого для текучей среды нагревательного элемента; предоставление материала для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к проницаемому для текучей среды нагревательному элементу.Example Ex22: A method for producing a heater assembly for an aerosol generating system, the method comprising: providing a fluid-permeable heating element; providing a material for carrying a liquid aerosol-forming substrate to the fluid-permeable heating element.
Пример Ех23: способ по примеру Ех22, где материал для переноса предоставлен посредством нанесения керамикиExample Ex23: The method according to example Ex22, where the transfer material is provided by means of ceramic deposition
непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент.directly onto the fluid-permeable heating element.
Пример Ех24: способ по примеру Ех23, где материал для переноса нанесен непосредственно на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент путем электрофоретического осаждения.Example Ex24: The method of example Ex23, wherein the transfer material is applied directly to the fluid-permeable heating element by electrophoretic deposition.
Пример Ех25: способ по примеру Ех23 или примеру Ех24, где материал для переноса нанесен посредством нанесения керамических частиц на проницаемый для текучей среды нагревательный элемент, при этом средний размер керамических частиц составляет от 0,05 до 0,7 мкм.Example Ex25: The method according to example Ex23 or example Ex24, wherein the transfer material is applied by applying ceramic particles to the fluid-permeable heating element, wherein the average size of the ceramic particles is from 0.05 to 0.7 µm.
Пример Ех26: способ по любому из примеров Ех23-Ех25, дополнительно включающий спекание нагревателя в сборе после нанесения материала для переноса.Example Ex26: The method according to any of examples Ex23-Ex25, further comprising sintering the heater assembly after applying the transfer material.
Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры, на которых:Below, the examples will be further described with reference to figures in which:
на фиг.1 схематически представлен вид в перспективе нагревателя в сборе согласно одному примеру настоящего изобретения.Fig. 1 is a schematic perspective view of an assembled heater according to one example of the present invention.
На фиг.2 схематически показан вид сбоку в поперечном разрезе нагревателя в сборе, показанного на фиг.1, вдоль линии А-А на фиг.1.Fig. 2 is a schematic cross-sectional side view of the assembled heater shown in Fig. 1, along line A-A in Fig. 1.
На фиг.3 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж и устройство, генерирующее аэрозоль.Fig. 3 is a schematic representation of an example of an aerosol generating system comprising a cartridge and an aerosol generating device.
На фиг.4 представлено схематическое изображение устройства, используемого для электрофоретического осаждения.Fig. 4 shows a schematic representation of the device used for electrophoretic deposition.
На фиг.5А представлено схематическое изображение электрофоретического осаждения керамических частиц на части сетчатого нагревателя согласно одному примеру настоящего изобретения.Fig. 5A is a schematic illustration of electrophoretic deposition of ceramic particles on a portion of a mesh heater according to one example of the present invention.
На фиг.5В представлено схематическое изображение, показывающее керамические частицы на фиг.4А после процесса спекания.Fig. 5B is a schematic diagram showing the ceramic particles of Fig. 4A after the sintering process.
Со ссылкой на фиг.1 показан нагреватель в сборе 10, содержащий сетчатый нагревательный элемент 12 и керамический материал 14 для переноса. Сетчатый нагревательный элемент 12 содержит ряд электропроводящих нитей 13, изготовленных из нержавеющей стали и проницаемых для текучей среды. Керамический материал 14 для переноса был нанесен непосредственно на проницаемую для текучей среды нижнюю поверхность (не показана на фиг.1) сетчатого нагревательного элемента 12 посредством электрофоретического осаждения. Для образования материала 14 для переноса может быть использована любая подходящая керамика и примеры подходящей керамики обсуждены ниже.With reference to Fig. 1, a heater assembly 10 is shown, comprising a mesh heating element 12 and a ceramic transfer material 14. The mesh heating element 12 comprises a number of electrically conductive filaments 13 made of stainless steel and permeable to a fluid medium. The ceramic transfer material 14 was applied directly to the fluid-permeable lower surface (not shown in Fig. 1) of the mesh heating element 12 by means of electrophoretic deposition. Any suitable ceramic can be used to form the transfer material 14, and examples of suitable ceramics are discussed below.
Керамический материал 14 для переноса неподвижно прикреплен к нижней поверхности сетчатого нагревательного элемента 12 для образования цельного нагревателя в сборе 10. Керамический материал 14 для переноса выполнен с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль (не показан), к сетчатому нагревательному элементу 12. Множество промежутков или прорезей 16 определены между нитями 13 сетчатого нагревательного элемента 12. Во время нагрева испаряемый субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться из нагревателя в сборе 10 через прорези 16 для генерирования аэрозоля.The ceramic material 14 for transfer is fixedly attached to the lower surface of the mesh heating element 12 to form a single-piece heater assembly 10. The ceramic material 14 for transfer is configured to transfer a liquid substrate forming an aerosol (not shown) to the mesh heating element 12. A plurality of spaces or slits 16 are defined between the threads 13 of the mesh heating element 12. During heating, the evaporated substrate forming an aerosol can be released from the heater assembly 10 through the slits 16 to generate an aerosol.
Нагреватель в сборе 10 дополнительно содержит пару электрических контактов 15 для подачи электропитания на сетчатый нагревательный элемент 12. Электрические контакты 15 содержат пару оловянных площадок, которые присоединены непосредственно к сетчатому нагревательному элементу и расположены на противоположных сторонах сетки. Хотя электрические контакты покрывают некоторые прорези сетчатого нагревательного элемента 12, это составляет лишь небольшую долю от общего количества прорезей сетчатого нагревательного элемента и не оказывает существенного влияния на генерирование аэрозоля.The heater assembly 10 further comprises a pair of electrical contacts 15 for supplying electrical power to the mesh heating element 12. The electrical contacts 15 comprise a pair of tin pads that are directly connected to the mesh heating element and are located on opposite sides of the mesh. Although the electrical contacts cover some of the slots of the mesh heating element 12, this is only a small fraction of the total number of slots of the mesh heating element and does not have a significant effect on the generation of the aerosol.
На фиг.2 показан вид в поперечном разрезе нагревателя в сборе 10, показанного вдоль линии А-А на фиг.1. Сетчатый нагревательный элемент 12 расположен на первой поверхности 14а керамического материала 14 для переноса. Противоположная вторая поверхность 14b керамического материала 14 для переноса расположена с возможностью приема или контакта с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Керамический материал 14 для переноса содержит множество каналов 18, предназначенных для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, ко множеству прорезей 16, расположенных между нитями 13 сетчатого нагревательного элемента 12. Множество каналов 18 проходят через толщину Т керамического материала 14 для переноса между первой 14а и второй 14b поверхностями керамического материала 14 для переноса. Для каждой из прорезей 16 сетчатого нагревательного элемента 12, керамический материал 14 для переноса содержит соответствующий канал 18, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к его соответствующей прорези 16. Следует отметить, что фиг.2 представлена без соблюдения масштаба. Для наглядности каналы 18, нити 13 и прорези 16 были увеличены, и показано меньше каналов 18, нитей 13 и прорезей 16, чем присутствовало бы в реальном нагревателе в сборе.Fig. 2 shows a cross-sectional view of the heater assembly 10 shown along the line A-A in Fig. 1. The mesh heating element 12 is located on the first surface 14a of the ceramic material 14 for transfer. The opposite second surface 14b of the ceramic material 14 for transfer is located so as to receive or contact with the liquid substrate forming the aerosol. The ceramic material 14 for transfer comprises a plurality of channels 18 intended for transferring the liquid substrate forming the aerosol to a plurality of slits 16 located between the threads 13 of the mesh heating element 12. The plurality of channels 18 pass through the thickness T of the ceramic material 14 for transfer between the first 14a and second 14b surfaces of the ceramic material 14 for transfer. For each of the slots 16 of the mesh heating element 12, the ceramic material 14 for transfer comprises a corresponding channel 18 intended for transferring the liquid substrate forming the aerosol to its corresponding slot 16. It should be noted that Fig. 2 is not shown to scale. For clarity, the channels 18, threads 13 and slots 16 have been enlarged and fewer channels 18, threads 13 and slots 16 are shown than would be present in the actual heater assembly.
Как более подробно рассмотрено ниже, керамический материал 14 для переноса был образован посредством электрофоретического осаждения керамических частиц на сетчатом нагревательном элементе 12. После осаждения керамического материала 14 для переноса он приобретает ту же форму и размеры, что и сетчатый нагревательный элемент 12, поскольку керамические частицы осаждаются только на электропроводящих нитях 13 сетчатого нагревательного элемента 12, а не в пространстве прорезей 16. Следовательно, по мере увеличения толщины Т осажденного керамического материала 14 для переноса во время процесса электрофоретического осаждения, множество каналов 18 образуются через толщину Т керамического материала для переноса, каждый канал 18 соответствует его соответствующему отверстию 16. Следует понимать, что из-за производственных допусков в процессе электрофоретического осаждения прозрачный канал 18 через толщину Т материала 14 для переноса не может быть образован для каждой отдельной прорези 16 нагревательного элемента 12. Однако канал 18 будет образован для большинства прорезей 16, то есть для более 50 процентов прорезей 16, и, как правило, доля прорезей 16, для которых образован канал 18, намного выше, например, для более 80 или 90 процентов прорезей 16.As discussed in more detail below, the ceramic transfer material 14 was formed by electrophoretic deposition of ceramic particles on the mesh heating element 12. After the ceramic transfer material 14 is deposited, it acquires the same shape and dimensions as the mesh heating element 12, since the ceramic particles are deposited only on the electrically conductive filaments 13 of the mesh heating element 12, and not in the space of the slits 16. Therefore, as the thickness T of the deposited ceramic transfer material 14 increases during the electrophoretic deposition process, a plurality of channels 18 are formed through the thickness T of the ceramic transfer material, each channel 18 corresponding to its corresponding opening 16. It should be understood that due to manufacturing tolerances in the electrophoretic deposition process, a transparent channel 18 through the thickness T of the transfer material 14 cannot be formed for each individual slit 16 of the heating element 12. However, a channel 18 will be formed for the majority of the 16 slots, that is, for more than 50 percent of the 16 slots, and, as a rule, the proportion of the 16 slots for which the 18 channel is formed is much higher, for example, for more than 80 or 90 percent of the 16 slots.
Множество каналов 18 проходят по существу линейно в направлении по существу ортогональном первой поверхности 14а керамического материала для переноса. После электрофоретического осаждения керамического материала 14 для переноса нагреватель в сборе обычно спекается, что приводит к коалесценции керамических частиц и уменьшению размера любых пор между частицами. Это способствует уменьшению латерального потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из каналов через корпус керамики и вместо этого поддерживает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в каналах 18. Следовательно, множество каналов 18 обеспечивают протекание жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в одном направлении от второй поверхности 14b керамического материала 14 для переноса, которая принимает или находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, к первой поверхности 14а керамического материала 14 для переноса, на которой расположен сетчатый нагревательный элемент 12.The plurality of channels 18 extend substantially linearly in a direction substantially orthogonal to the first surface 14a of the ceramic transfer material. After electrophoretic deposition of the ceramic transfer material 14, the heater assembly is typically sintered, which results in coalescence of the ceramic particles and a reduction in the size of any pores between the particles. This helps to reduce the lateral flow of the liquid aerosol-forming substrate from the channels through the ceramic body and instead maintains the liquid aerosol-forming substrate in the channels 18. Therefore, the plurality of channels 18 provide a flow of the liquid aerosol-forming substrate in one direction from the second surface 14b of the ceramic transfer material 14, which receives or is in contact with the liquid aerosol-forming substrate, to the first surface 14a of the ceramic transfer material 14, on which the mesh heating element 12 is located.
Как видно на фиг.2, размеры поперечного сечения каждого канала из множества каналов 18 вдоль длины каналов являются по существу такими же, как размеры поперечного сечения соответствующей прорези 16 канала в сетчатом нагревательном элементе 12. В зависимости от пространства между нитями 13 сетчатого нагревательного элемента 12 прорези 16 могут иметь размер поперечного сечения от 20 до 300 мкм. В данном диапазоне размеров множество каналов 18 действуют как капилляры или капиллярные каналы и переносят жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к сетчатому нагревательному элементу 12 за счет капиллярного действия.As can be seen in Fig. 2, the cross-sectional dimensions of each channel of the plurality of channels 18 along the length of the channels are substantially the same as the cross-sectional dimensions of the corresponding channel slot 16 in the mesh heating element 12. Depending on the space between the threads 13 of the mesh heating element 12, the slots 16 can have a cross-sectional size from 20 to 300 μm. In this range of sizes, the plurality of channels 18 act as capillaries or capillary channels and transport the liquid substrate forming the aerosol to the mesh heating element 12 due to capillary action.
На фиг.3 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит два основных компонента, картридж 100 и основную часть или устройство 200, генерирующее аэрозоль. Соединительный конец 115 картриджа 100 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 205 устройства 200, генерирующего аэрозоль. Каждый из соединительного конца 115 картриджа 100 и соединительного конца 205 устройства 200, генерирующего аэрозоль, имеет электрические контакты или соединения (не показаны), которые выполнены с возможностью взаимодействия для обеспечения электрического соединения между картриджем 100 и устройством 200, генерирующим аэрозоль. Устройство 200, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания в виде батареи 210, которая в данном примере представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею, и схему 220 управления. Система, генерирующая аэрозоль, является портативной и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Мундштук 125 расположен на конце картриджа 100, противоположном соединительному концу 115.Fig. 3 shows a schematic illustration of an example of an aerosol generating system. The aerosol generating system comprises two main components, a cartridge 100 and a main part or device 200 generating an aerosol. A connection end 115 of the cartridge 100 is removably connected to a corresponding connection end 205 of the device 200 generating an aerosol. Each of the connection end 115 of the cartridge 100 and the connection end 205 of the device 200 generating an aerosol has electrical contacts or connections (not shown) that are configured to cooperate to provide an electrical connection between the cartridge 100 and the device 200 generating an aerosol. The device 200 generating an aerosol comprises a power source in the form of a battery 210, which in this example is a rechargeable lithium-ion battery, and a control circuit 220. The aerosol generating system is portable and has a size comparable to that of a traditional cigar or cigarette. The mouthpiece 125 is located at the end of the cartridge 100 opposite the connecting end 115.
Картридж 100 содержит корпус 105, содержащий нагреватель в сборе 10 по фиг.1 и 2, и отделение или часть для хранения жидкости, имеющее первую часть 130 для хранения и вторую часть 135 для хранения. В отделении для хранения жидкости удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Хотя на фиг.1 это не показано, первая часть 130 для хранения отделения для хранения жидкости соединена со второй частью 135 для хранения отделения для хранения жидкости, так что обеспечена возможность прохождения жидкости, находящейся в первой части 130 для хранения, во вторую часть 135 для хранения. Нагреватель в сборе 10 вмещает жидкость из второй части 135 для хранения отделения для хранения жидкости. По меньшей мере часть керамического материала для переноса нагревателя в сборе 10 проходит во вторую часть 135 для хранения отделения для хранения жидкости для контакта с жидким субстратом, образующим аэрозоль, находящимся в нем.The cartridge 100 comprises a housing 105 comprising a heater assembly 10 according to Fig. 1 and 2, and a compartment or portion for storing liquid having a first portion 130 for storing and a second portion 135 for storing. In the compartment for storing liquid, a liquid substrate forming an aerosol is retained. Although it is not shown in Fig. 1, the first portion 130 for storing of the compartment for storing liquid is connected to the second portion 135 for storing of the compartment for storing liquid, so that it is possible for liquid located in the first portion 130 for storing to pass into the second portion 135 for storing. The heater assembly 10 receives liquid from the second portion 135 for storing of the compartment for storing liquid. At least a portion of the ceramic material for carrying the heater assembly 10 extends into the second portion 135 for storing of the compartment for contacting with the liquid substrate forming an aerosol located therein.
Проход 140, 145 для потока воздуха проходит через картридж 100 от впускного отверстия 150 для воздуха, образованного на боковой стороне корпуса 105, мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 10 и от нагревателя в сборе 10 до мундштучного отверстия 110, образованного в корпусе 105 на конце картриджа 100, противоположном соединительному концу 115.The air flow passage 140, 145 passes through the cartridge 100 from the air inlet 150 formed on the side of the housing 105, past the mesh heating element of the heater assembly 10 and from the heater assembly 10 to the mouthpiece opening 110 formed in the housing 105 at the end of the cartridge 100 opposite the connecting end 115.
Компоненты картриджа 100 расположены таким образом, что первая часть 130 для хранения отделения для хранения жидкости находится между нагревателем в сборе 10 и мундштучным отверстием 110, а вторая часть 135 для хранения отделения для хранения жидкости находится с противоположной стороны нагревателя в сборе 10 относительно мундштучного отверстия 110. Другими словами, нагреватель в сборе 10 лежит между двумя частями 130, 135 отделения для хранения жидкости и вмещает жидкость из второй части 135 для хранения. Первая часть 130 для хранения отделения для хранения жидкости находится ближе к мундштучному отверстию 110, чем вторая часть 135 для хранения отделения для хранения жидкости. Проход 14 0, 145 для потока воздуха проходит мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 10 и между первой 130 и второй 135 частями отделения для хранения жидкости.The components of the cartridge 100 are arranged in such a way that the first part 130 for storing the liquid storage compartment is located between the heater assembly 10 and the mouthpiece opening 110, and the second part 135 for storing the liquid storage compartment is located on the opposite side of the heater assembly 10 relative to the mouthpiece opening 110. In other words, the heater assembly 10 lies between the two parts 130, 135 of the liquid storage compartment and contains the liquid from the second part 135 for storing. The first part 130 for storing the liquid storage compartment is closer to the mouthpiece opening 110 than the second part 135 for storing the liquid storage compartment. The passage 14 0, 145 for the air flow passes by the mesh heating element of the heater assembly 10 and between the first 130 and second 135 parts of the liquid storage compartment.
Система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или втягивания через мундштук 125 картриджа для втягивания аэрозоля в свой рот через мундштучное отверстие 110. При эксплуатации, когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 125, воздух втягивается через проход 140, 145 для потока воздуха из впускного отверстия 150 для воздуха мимо нагревателя в сборе 10 к мундштучному отверстию 110. Схема 220 управления управляет подачей электропитания от батареи 210 на картридж 100 при активации системы. Это, в свою очередь, регулирует количество и свойства пара, производимого нагревателем в сборе 10. Схема 220 управления может содержать датчик потока воздуха (не показан), и эта схема 220 управления может подавать электропитание на нагреватель в сборе 10, когда датчик потока воздуха обнаруживает затяжки, осуществляемые пользователем. Данный тип расположения элементов управления является традиционным в системах, генерирующих аэрозоль, таких как ингаляторы и электронные сигареты. При осуществлении пользователем затяжки через мундштучное отверстие 110 картриджа 100 происходит активация нагревателя в сборе 10, и он генерирует пар, захватываемый потоком воздуха, проходящим через проход 140 для потока воздуха. Пар охлаждается в потоке воздуха в проходе 145 с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через мундштучное отверстие 110.The aerosol generating system is designed such that the user has the ability to puff or draw through the mouthpiece 125 of the cartridge for drawing the aerosol into his mouth through the mouthpiece opening 110. In operation, when the user draws through the mouthpiece 125, air is drawn through the passage 140, 145 for the air flow from the inlet opening 150 for air past the heater assembly 10 to the mouthpiece opening 110. The control circuit 220 controls the supply of electrical power from the battery 210 to the cartridge 100 when the system is activated. This, in turn, regulates the amount and properties of the vapor produced by the heater assembly 10. The control circuit 220 may include an air flow sensor (not shown), and this control circuit 220 can supply electrical power to the heater assembly 10 when the air flow sensor detects puffs made by the user. This type of arrangement of the controls is traditional in aerosol generating systems such as inhalers and electronic cigarettes. When the user draws on the mouthpiece opening 110 of the cartridge 100, the heater assembly 10 is activated and generates vapor that is captured by the air flow passing through the air flow passage 140. The vapor is cooled in the air flow in the passage 145 to form an aerosol, which is then drawn into the user's mouth through the mouthpiece opening 110.
При эксплуатации мундштучное отверстие 110, как правило, является самой высокой точкой системы. Конструкция картриджа 100, и, в частности, расположение нагревателя в сборе 10 между первой и второй частями 130, 135 для хранения отделения для хранения жидкости, обеспечивает преимущество, поскольку используется сила тяжести для обеспечения доставки жидкого субстрата в нагреватель в сборе 10 даже тогда, когда отделение для хранения жидкости опустошается, но при этом предотвращается избыточная подача жидкости в нагреватель в сборе 10, что могло бы привести к утечке жидкости внутрь прохода 14 0 для потока воздуха.In operation, the mouthpiece opening 110 is typically the highest point of the system. The design of the cartridge 100, and in particular the arrangement of the heater assembly 10 between the first and second parts 130, 135 for storing the liquid storage compartment, provides an advantage since gravity is used to ensure that liquid substrate is delivered to the heater assembly 10 even when the liquid storage compartment is emptied, but at the same time, excess liquid is prevented from being supplied to the heater assembly 10, which could lead to leakage of liquid into the passage 14 0 for air flow.
На фиг.4 представлено схематическое изображение устройства 300, используемого для электрофоретического осажденияFig. 4 shows a schematic representation of a device 300 used for electrophoretic deposition.
керамического материала для переноса на сетчатый нагревательный элемент. Устройство 300 содержит контейнер 302, удерживающий суспензию 304 керамических частиц 306 в растворителе при низком рН. Керамические частицы 306 заряжены так, что они перемещаются под действием электрического поля. В настоящем примере керамические частицы 306 отрицательно заряжены. Керамические частицы 306 хорошо диспергированы в растворителе посредством магнитного перемешивания 308. Кроме того, добавки (не показаны), такие как диспергирующие или стабилизирующие средства, обычно добавляют для предотвращения агломерации или флокуляции.ceramic material for transfer to the mesh heating element. The device 300 comprises a container 302 holding a suspension 304 of ceramic particles 306 in a solvent at a low pH. The ceramic particles 306 are charged such that they move under the influence of an electric field. In the present example, the ceramic particles 306 are negatively charged. The ceramic particles 306 are well dispersed in the solvent by means of magnetic stirring 308. In addition, additives (not shown), such as dispersing or stabilizing agents, are typically added to prevent agglomeration or flocculation.
Электропроводящий сетчатый нагревательный элемент 310 из нержавеющей стали погружен в керамическую суспензию 304 и подключен к положительному выводу источника 312 питания. Сетчатый нагревательный элемент образует рабочий электрод и предоставляет целевой субстрат, на который могут быть нанесены керамические частицы 306. Противоэлектрод 314, расположенный напротив сетчатого нагревательного элемента 310, также погружен в керамическую суспензию 304 и подключен к отрицательному выводу источника 312 питания таким образом, что он имеет полярность, противоположную полярности сетчатого нагревательного элемента 310. Кроме того, электрод 316 сравнения вставлен в керамическую суспензию 304. Электрод 316 сравнения имеет стабильный и четко определенный потенциал и его можно использовать как сравнение для измерения относительных потенциалов сетчатогоAn electrically conductive stainless steel mesh heating element 310 is immersed in the ceramic slurry 304 and is connected to the positive terminal of the power source 312. The mesh heating element forms a working electrode and provides a target substrate onto which the ceramic particles 306 can be applied. A counter electrode 314, located opposite the mesh heating element 310, is also immersed in the ceramic slurry 304 and is connected to the negative terminal of the power source 312 in such a way that it has a polarity opposite to the polarity of the mesh heating element 310. In addition, a reference electrode 316 is inserted into the ceramic slurry 304. The reference electrode 316 has a stable and well-defined potential and can be used as a reference for measuring the relative potentials of the mesh
нагревательного элемента 310 и противоэлектрода, чтобы можно было точно управлять подаваемым напряжением.heating element 310 and counter electrode, so that the supplied voltage can be precisely controlled.
Напряжение подают между сетчатым нагревательным элементом 310 и противоэлектродом 314 от источника 312 питания таким образом, что отрицательно заряженные керамические частицы 306 перемещаются к положительно заряженному сетчатомуA voltage is applied between the mesh heating element 310 and the counter electrode 314 from the power source 312 such that the negatively charged ceramic particles 306 move toward the positively charged mesh
нагревательному элементу 310 под действием прикладываемого электрического поля. Керамические частицы 306 сталкиваются с поверхностью сетчатого нагревательного элемента 310 и образуют слой осажденной керамики. По мере продолженияheating element 310 under the action of the applied electric field. Ceramic particles 306 collide with the surface of the mesh heating element 310 and form a layer of deposited ceramic. As the
электрофоретического осаждения толщина керамического слоя увеличивается и образуется материал для переноса с однонаправленными каналами размером с прорези в сетчатом нагревательном элементе 310. После осаждения полученный керамический слой отжигают и спекают при высоких температурах, как более подробно рассмотрено ниже.electrophoretic deposition increases the thickness of the ceramic layer and forms a transfer material with unidirectional channels the size of the slits in the mesh heating element 310. After deposition, the resulting ceramic layer is annealed and sintered at high temperatures, as discussed in more detail below.
На фиг.5А представлено схематическое изображение, показывающее слой керамических частиц 306, который был осажден посредством электрофоретического осаждения на часть сетчатого нагревательного элемента 310. Керамические частицы 306 осаждаются только на нитях 310а сетчатого нагревательного элемента 310. Слой керамических частиц 306 не проходит в промежутки или прорези ЗЮЬ к сторонам нитей 310а, которые остаются свободными и в конечном итоге образуют каналы в керамическом материале для переноса.Fig. 5A is a schematic diagram showing a layer of ceramic particles 306 that has been deposited by electrophoretic deposition on a portion of a mesh heating element 310. The ceramic particles 306 are deposited only on the filaments 310a of the mesh heating element 310. The layer of ceramic particles 306 does not extend into the gaps or slits 310b to the sides of the filaments 310a, which remain free and eventually form channels in the ceramic material for transfer.
На фиг.5 В представлено схематическое изображение, показывающее керамические частицы 306 на фиг.5А после процесса спекания. Как видно на фиг.5 В, спекание привело к коалесценции керамических частиц 306 и уменьшению пор или пространств между керамическими частицами. Это способствует уменьшению латерального потока жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из каналов через корпус керамики и вместо этого поддерживает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в каналах, так что жидкость эффективно течет по каналам к соответствующей прорези 310b в сетчатом нагревательном элементе 310.Fig. 5B is a schematic diagram showing the ceramic particles 306 of Fig. 5A after the sintering process. As can be seen in Fig. 5B, the sintering has resulted in the coalescence of the ceramic particles 306 and the reduction of the pores or spaces between the ceramic particles. This helps to reduce the lateral flow of the liquid aerosol-forming substrate from the channels through the ceramic body and instead maintains the liquid aerosol-forming substrate in the channels so that the liquid flows efficiently through the channels to the corresponding slot 310b in the mesh heating element 310.
Для осаждения материала для переноса может быть использована любая подходящая керамика. Например, может быть использована инертная керамика, такая как Al2O3 и ZrO2. В качестве альтернативы может быть использована биосовместимая керамика, такая как гидроксиапатит. Преимущество обоих этих типов керамики заключается в том, что они снижают риск получения токсичных соединений или нежелательных побочных продуктов.Any suitable ceramic can be used to deposit the transfer material. For example, inert ceramics such as Al 2 O 3 and ZrO 2 can be used. Alternatively, biocompatible ceramics such as hydroxyapatite can be used. The advantage of both of these types of ceramics is that they reduce the risk of producing toxic compounds or unwanted by-products.
Ниже приведены примеры, показывающие материалы и условия процесса, необходимые для осаждения керамики на сетчатых нагревательных элементах посредством электрофореза.Below are examples showing the materials and process conditions required to deposit ceramics on mesh heating elements using electrophoresis.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20180927.4 | 2020-06-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2839646C1 true RU2839646C1 (en) | 2025-05-07 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015117702A1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | Philip Morris Products S.A. | An aerosol-generating system having a fluid-permeable heater assembly |
| US20180168225A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-06-21 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
| RU2680428C2 (en) * | 2014-05-21 | 2019-02-21 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol-generating system comprising fluid permeable susceptor element |
| CN110063523A (en) * | 2019-02-27 | 2019-07-30 | 广东达昊科技有限公司 | A kind of cigarette/electronic cigarette heating device |
| WO2020065077A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015117702A1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | Philip Morris Products S.A. | An aerosol-generating system having a fluid-permeable heater assembly |
| RU2680428C2 (en) * | 2014-05-21 | 2019-02-21 | Филип Моррис Продактс С.А. | Aerosol-generating system comprising fluid permeable susceptor element |
| US20180168225A1 (en) * | 2015-07-09 | 2018-06-21 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
| WO2020065077A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Philip Morris Products S.A. | Heater assembly for an aerosol-generating system |
| CN110063523A (en) * | 2019-02-27 | 2019-07-30 | 广东达昊科技有限公司 | A kind of cigarette/electronic cigarette heating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108135259B (en) | Aerosol Generation System with Enhanced Airflow Management | |
| US20230082650A1 (en) | Heating element having heat conductive and wicking filaments | |
| KR20230027148A (en) | Heater Assembly with Fluid Permeable Heater with Directly Deposited Transfer Material | |
| CN112074200A (en) | Molding barrel assembly | |
| US20230047262A1 (en) | Aerosol-generating device with adaption to ambient environment | |
| CN116322394A (en) | Aerosol generating system with mixed susceptors | |
| CN115279215A (en) | Aerosol-generating system with resonant circuit for cartridge identification | |
| CN116326204A (en) | Heating element with increased resistance | |
| RU2839646C1 (en) | Heater assembly for aerosol-generating system, cartridge for aerosol-generating system, aerosol-generating system, and method for making heater assembly for aerosol-generating system | |
| CN113924009A (en) | Aerosol-generating system and cartridge for an aerosol-generating system having a particle filter | |
| CN116528707A (en) | Aerosol generating system with shaped susceptors | |
| RU2836672C1 (en) | Heating element comprising electrically conductive mesh | |
| RU2836856C1 (en) | High-resistance heating element | |
| RU2846608C2 (en) | Aerosol-generating system and cartridge for aerosol-generating system with sliding mechanism for mechanical seal | |
| WO2023285618A1 (en) | Aerosol-generating system and cartridge for aerosol-generating system with sliding mechanism for mechanical sealing | |
| CN116491223A (en) | Heating element including conductive mesh | |
| RU2822507C1 (en) | Heating element having heat-conducting and capillary threads | |
| HK40091268B (en) | Heater assembly having fluid permeable heater with directly deposited transport material | |
| HK40091268A (en) | Heater assembly having fluid permeable heater with directly deposited transport material | |
| RU2815886C2 (en) | Steam generating system and steam generating method | |
| RU2836455C1 (en) | Aerosol generating system with molded current collector | |
| RU2836456C1 (en) | Aerosol generating system with hybrid susceptor | |
| WO2024200744A1 (en) | Ceramic heating member |