УЗЕЛ НАГРЕВАТЕЛЯ И ФИТИЛЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2020 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к узлам нагревателя и фитиля для систем, генерирующих аэрозоль, содержащим нагревательный элемент и капиллярное тело. Настоящее изобретение относится также к способам изготовления таких узлов нагревателя и фитиля.

Электрически нагреваемые курительные системы, которые являются портативными и функционируют посредством нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в капиллярном фитиле, известны из уровня техники. Например, в документе WO2009/132793 описана электрически нагреваемая курительная система, содержащая оболочку и сменный мундштук. Оболочка содержит блок электропитания и электрическую схему. Мундштук содержит часть для хранения жидкости и капиллярный фитиль, имеющий первый конец и второй конец. Первый конец фитиля выступает в часть для хранения жидкости для контакта с находящейся в ней жидкостью. Мундштук также содержит нагревательный элемент для нагрева второго конца капиллярного фитиля, выпускное отверстие для воздуха и камеру, образующую аэрозоль, расположенную между вторым концом капиллярного фитиля и выпускным отверстием для воздуха. Нагревательный элемент, как правило, представляет собой катушку из проволоки, намотанную вокруг фитиля. Когда оболочка и мундштук соединены друг с другом, нагревательный элемент электрически соединяется с блоком питания через электрическую схему, что определяет путь прохождения потока воздуха от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха до выпускного отверстия для воздуха через камеру, образующую аэрозоль. При использовании жидкость перемещается из части для хранения жидкости по направлению к нагревательному элементу за счет капиллярного действия в фитиле. Жидкость на втором конце капиллярного фитиля испаряется под воздействием нагревательного элемента. Образующийся перенасыщенный пар смешивается с потоком воздуха и переносится им от по меньшей мере одного впускного отверстия для воздуха к камере, образующей аэрозоль. В камере, образующей аэрозоль, пар конденсируется для образования аэрозоля, который переносится через выпускное отверстие для воздуха в рот пользователя.

Конкретные характеристики узла фитиля и нагревателя являются важными для достижения требуемого эксплуатационного качества. Таким образом, способность качественно и стабильно производить узлы нагревателя и фитиля важна для поддержания надежной работы разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Например, в узлах нагревателя, имеющих нагревательную катушку, нагревательные катушки должны производиться с одинаковыми размерами и должны иметь одинаковые количество и шаг витков катушки для снижения вариативности изделий. В известных системах производство нагревательной катушки и узла нагревателя может потребовать большое количество производственных этапов, некоторые из которых могут потребовать выполнения вручную опытными рабочими, например, когда нагревательную катушку необходимо присоединить к электрическим контактам путем сварки. Существующие узлы нагревателя также могут быть хрупкими и, таким образом, требовать деликатного обращения при производстве, транспортировке и хранении для избегания повреждений и деформации, что, в противном случае, может вызвать изменения их физических или электрических характеристик.

Было бы желательно предоставить узел нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, который был бы прочным и производился качественно и более просто.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставляется узел нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, причем узел содержит: капиллярное тело; нагревательный элемент, расположенный на наружной поверхности капиллярного тела; пару разнесенных друг от друга электрических контактов, зафиксированных вокруг капиллярного тела и соединенных с нагревательным элементом; и опорный элемент, проходящий вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела.

Электрические контакты предпочтительно расположены над нагревательным элементом. За счет фиксирования электрических контактов вокруг капиллярного тела и над нагревательным элементом электрические контакты могут закреплять нагревательный элемент на наружной поверхности капиллярного тела. Другими словами, электрические контакты могут удерживать по меньшей мере часть нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела. При такой компоновке электрические контакты могут прикреплять нагревательный элемент к капиллярному телу, а также обеспечивать электрическое соединение, с помощью которого нагревательный элемент может присоединяться к источнику электрической энергии. Преимущественно, эта компоновка требует меньше производственных этапов, чем существующие системы, в которых концы нагревательного элемента вручную соединяются с электрическими контактами, например, путем сварки. Это также может позволить производить узел нагревателя и фитиля на автоматической сборочной линии, таким образом можно будет производить такие устройства быстрее и с большей воспроизводимостью.

Предпочтительно, по меньшей мере один из электрических контактов имеет такой размер, что возникает фрикционная посадка между внутренней поверхностью этого электрического контакта и наружной поверхностью капиллярного тела. Обеспечение такой фрикционной посадки может позволить электрическому контакту закрепляться на капиллярном теле без необходимости применения дополнительных крепежных средств или этапов скрепления. Предпочтительно, каждый электрический контакт имеет такой размер, что возникает фрикционная посадка между внутренней поверхностью электрического контакта и наружной поверхностью капиллярного тела.

Электрические контакты могут быть присоединены к наружной поверхности капиллярного тела с помощью адгезива или подобных крепежных средств.

Электрические контакты могут выступать вокруг по меньшей мере части окружности капиллярного тела. Капиллярное тело может быть сжимаемым. По меньшей мере один из электрических контактов может иметь такой размер, что возникает посадка с натягом между электрическим контактом и капиллярным телом. Другими словами, электрический контакт может иметь такой размер, что его внутренняя поверхность определяет внутреннее пространство, имеющее диаметр, который меньше внешнего диаметра капиллярного тела, поэтому капиллярное тело сжимается электрическим контактом для закрепления электрического контакта на капиллярном теле. Капиллярное тело может быть сжимаемым, а по меньшей мере один из электрических контактов может выступать вокруг по меньшей мере части окружности капиллярного тела и иметь такой размер, что возникает посадка с натягом между электрическим контактом и капиллярным телом. Это может помочь гарантировать, что нагревательный элемент надежно закреплен на капиллярном теле электрическим контактом без необходимости применения адгезива или дополнительных этапов закрепления, таких как пайка или сварка. Это также может помочь обеспечить надежное электрическое соединение между электрическим контактом и нагревательным элементом. В таких вариантах осуществления оба электрических контакта могут выступать вокруг по меньшей мере части окружности капиллярного тела, причем каждый контакт может иметь такой размер, что возникает посадка с натягом между электрическим контактом и капиллярным телом.

Электрические контакты могут выступать вокруг лишь части окружности капиллярного тела. Электрические контакты предпочтительно выступают вокруг более 50 процентов окружности капиллярного тела. Это может обеспечить более надежную фиксацию электрических контактов на капиллярном теле в сравнении с примерами, в которых электрические контакты выступают вокруг менее 50 процентов окружности капиллярного тела. Это также может помочь обеспечить надежное электрическое соединение между электрическим контактом и нагревательным элементом.

Один или оба электрических контакта могут выступать вокруг по существу всей окружности капиллярного тела. По меньшей мере один из электрических контактов может окружать капиллярное тело. В таких вариантах осуществления электрический контакт может быть кольцеобразным. Предпочтительно, оба электрических контакта окружают капиллярное тело. Это может обеспечить более надежную фиксацию электрических контактов на капиллярном теле по сравнению с примерами, в которых электрические контакты выступают вокруг меньше, чем всей окружности капиллярного тела. Это также может помочь обеспечить надежное электрическое соединение между электрическим контактом и нагревательным элементом независимо от определенного расположения нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела и без ограничения расположения нагревательного элемента для обеспечения контакта между электрическими контактами и нагревательным элементом.

Оба электрических контакта могут окружать капиллярное тело и иметь такой размер, что возникает посадка с натягом между электрическими контактами и капиллярным телом.

Электрические контакты могут быть жесткими. Это может привести к более надежной сборке, чем та, в которой электрические контакты являются гибкими. Электрические контакты могут быть жесткими, выступать вокруг более 50 процентов окружности капиллярного тела и иметь такой размер, что возникает фрикционная посадка между капиллярным телом и электрическими контактами. Это может позволить электрическим контактам просто зажиматься вокруг капиллярного тела при сборке.

Каждый электрический контакт может содержать кольцо из жесткого материала, такое как металлическое кольцо. Это может обеспечить электрическому контакту высокое механическое сопротивление и надежное электрическое соединение с нагревательным элементом. Это также может позволить узлу нагревателя и фитиля присоединяться к источнику электроэнергии в устройстве, генерирующем аэрозоль, за счет зажимного соединения электрических контактов с поддерживающим зажимом устройства.

Если электрические контакты выступают вокруг окружности капиллярного тела, каждый электрический контакт может быть сформирован из изогнутого листа материала, противоположные концы которого соединены на стыке. Например, противоположные концы могут соединяться на стыке за счет зажимного или защелкивающегося соединения. Это может обеспечить надежную сборку, которая не требует сварки.

Если электрические контакты выступают вокруг окружности капиллярного тела, противоположные концы каждого электрического контакта могут иметь единую форму так, что стык является нелинейным и проходит по наклонной линии. В контексте настоящего документа термин «наклонная линия» означает, что стык проходит вдоль линии, которая не является параллельной продольной оси капиллярного тела. За счет наличия стыка, который не является нелинейным или проходит вдоль наклонной линии, можно предотвратить или минимизировать относительное движение между противоположными концами каждого электрического контакта в продольном направлении капиллярного тела.

Электрические контакты могут быть гибкими. Например, электрические контакты могут быть выполнены из гибкого листа электропроводящего материала, такого как металлическая фольга. В таких вариантах осуществления электрические контакты могут быть закреплены на наружной поверхности капиллярного тела с использованием адгезива или подобных веществ, или выступать вокруг всей окружности капиллярного тела таким образом, что возникает фрикционная посадка между капиллярным телом и электрическими контактами.

В любом из вышеперечисленных вариантов осуществления нагревательный элемент может содержать катушку электрически резистивной проволоки, намотанную вокруг капиллярного тела. В таких вариантах осуществления катушка электрически резистивной проволоки может быть намотана вокруг капиллярного тела вдоль всей длины капиллярного тела.

Капиллярное тело может иметь любую подходящую форму. Капиллярное тело может быть удлиненным. Пара электрических контактов может быть разнесена друг от друга в направлении длины капиллярного тела. В таких вариантах осуществления пара электрических контактов может быть расположена в любом месте вдоль длины капиллярного тела. Например, пара электрических контактов может содержать первый электрический контакт на первом конце капиллярного тела или смежно с ним и второй электрический контакт в любом месте, таком как средняя точка вдоль длины капиллярного тела. Пара электрических контактов может содержать первый электрический контакт на первом конце капиллярного тела или смежно с ним и второй электрический контакт на втором конце капиллярного тела или смежно с ним.

Узел нагревателя и фитиля содержит опорный элемент, проходящий вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела. Опорный элемент является более прочным и жестким, чем капиллярное тело. При такой компоновке опорный элемент может увеличивать прочность и жесткость узла нагревателя и фитиля для повышения надежности и удобства в обращении. При производственных операциях, в которых отдельные узлы нагревателя и фитиля вырезаются из узла нагревателя и фитиля многократной длины, опорный элемент может способствовать точности операции резания. Это может привести к большей воспроизводимости и стабильности между разными узлами нагревателя и фитиля.

Опорный элемент может быть создан из единого цельного компонента или из множества компонентов, соединенных вместе.

Предпочтительно, опорный элемент расположен внутри капиллярного тела. Опорный элемент может проходить через центральную часть капиллярного тела. Опорный элемент может быть окружен капиллярным телом. Опорный элемент может быть ограничен капиллярным телом. Наличие жесткого опорного элемента может снизить общую способность к радиальному сжатию капиллярного тела, таким образом помогая обеспечить плотную посадку между электрическими контактами и нагревательным элементом. Опорный элемент может быть расположен на наружной поверхности капиллярного тела.

Опорный элемент является предпочтительно жестким опорным элементом.

Опорный элемент может проходить вдоль лишь части длины капиллярного тела. В некоторых примерах опорный элемент проходит вдоль по существу всей длины капиллярного тела.

Опорный элемент может иметь любую подходящую площадь поперечного сечения. В некоторых примерах опорный элемент имеет площадь поперечного сечения в диапазоне от менее приблизительно 3 до 21 процента общей площади поперечного сечения капиллярного тела, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 4 до 16 процентов площади поперечного сечения капиллярного тела.

Опорный элемент может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, опорный элемент может иметь плоскую, круглую, овальную, квадратную, прямоугольную, треугольную или подобную форму поперечного сечения. Опорный элемент может иметь заполненную (сплошную) площадь поперечного сечения. Опорный элемент может иметь полую площадь поперечного сечения.

В некоторых примерах опорный элемент может иметь центральную часть и множество поперечных ребер. Эта форма поперечного сечения может обеспечить то, что опорный элемент имеет подходящую жесткость, при этом не занимая много пространства внутри капиллярного тела, и таким образом значительно снижает возможность затекания в капиллярное тело. Множество поперечных ребер может содержать множество радиально проходящих ребер. Например, опорный элемент может содержать центральную часть и три или более радиально проходящих ребер. Это может обеспечить опорный элемент, устойчивый к изгибанию во всех поперечных направлениях.

В некоторых примерах опорный элемент создан из электроизоляционного материала. Это может не позволить основному компоненту воздействовать на электрические характеристики нагревательного элемента, если он вступает в контакт с нагревательным элементом или электрическими контактами. Опорный элемент может быть создан из электропроводящего материала.

Электрические контакты закреплены вокруг капиллярного тела и соединены с нагревательным элементом. Таким образом, электрические контакты могут обеспечить электрическое соединение нагревательного элемента с источником электроэнергии. Предпочтительно, электрические контакты имеют меньшее электрическое сопротивление, чем нагревательный элемент, для предотвращения повреждения электрических контактов при зарядке нагревательного элемента. В таких примерах каждый электрический контакт может иметь большую площадь поперечного сечения, чем нагревательный элемент, к которому он присоединен. Электрические контакты могут быть изготовлены из материала, имеющего более низкое сопротивление, чем материал, из которого создан нагревательный элемент. Подходящие материалы для создания электрических контактов включают алюминий, медь, цинк, серебро, нержавеющую сталь, такую как аустенитная 316 нержавеющая сталь и мартенситная 440 и 420 нержавеющая сталь, и их сплавы.

Нагревательный элемент может представлять собой катушку электрически резистивной проволоки. Нагревательный элемент может быть выполнен путем штамповки или травления листовой заготовки, которую затем обертывают вокруг фитиля. Предпочтительно, нагревательный элемент может представлять собой катушку электрически резистивной проволоки. Шаг витков катушки предпочтительно составляет примерно от 0,5 до 1,5 мм и наиболее предпочтительно примерно 1,5 мм. Шаг витков катушки - это расстояние между смежными витками катушки. Преимущественно катушка может содержать меньше шести витков и предпочтительно она имеет меньше пяти витков. Преимущественно электрорезистивная проволока имеет диаметр от 0,10 до 0,15 мм и предпочтительно примерно 0,125 мм. Электрорезистивная проволока предпочтительно изготовлена из нержавеющей стали 904 или 301. Примеры других подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры других подходящих сплавов металлов включают 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 и сплавы на основе железа, марганца и алюминия. Timetal® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании Titanium Metals Corporation, 1999 Broadway Suite 4300, Денвер, Колорадо. В композитных материалах электрорезистивный материал может быть при необходимости встроен в изоляционный материал, инкапсулирован в него или покрыт им, или наоборот, в зависимости от кинетики переноса энергии и требуемых внешних физико-химических свойств. Нагревательный элемент может содержать металлическую травленую фольгу, изолированную между двумя слоями инертного материала. В этом случае инертный материал может содержать Kapton®, фольгу, полностью состоящую из полиимида или слюды. Kapton® представляет собой зарегистрированный товарный знак компании E.I. du Pont de Nemours and Company, 1007 Market Street, Уилмингтон, Делавэр 19898, США. Нагревательный элемент может также содержать металлическую фольгу, например алюминиевую фольгу, которая выполнена в виде ленты.

Нагревательный элемент может функционировать за счет резистивного нагрева. Иными словами, материал и размеры нагревательного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы при протекании определенного тока через нагревательный элемент температура нагревательного элемента повышалась до желаемой температуры. Ток через нагревательный элемент может подаваться от батареи за счет проводимости или он может быть индуцирован в нагревательном элементе путем приложения переменного магнитного поля вокруг нагревательного элемента.

Узел нагревателя и фитиля может содержать более чем один нагревательный элемент, например два, или три, или четыре, или пять, или шесть, или большее количество нагревательных элементов.

Капиллярное тело может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов, которые пригодны для транспортировки жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль его длины. Капиллярное тело может быть выполнено из пористого материала, но это не является обязательным. Капиллярное тело может быть выполнено из материала, имеющего волокнистую или губчатую структуру. Капиллярное тело предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярное тело может содержать множество волокон или нитей или других трубок с тонкими каналами. Капиллярное тело может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного тела образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость, формирующая аэрозоль, может быть перемещена за счет капиллярного действия. Особо предпочтительный материал или материалы будут зависеть от физических свойств субстрата, образующего аэрозоль. Примеры подходящих капиллярных материалов включают губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластиковый материал, волокнистый материал, например, выполненный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или склеенные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна, керамику, стекловолокна, волокна кремниевого стекла, углеволокна, металлические волокна нержавеющей стали для использования в медицине, такие как аустенитная 316 нержавеющая сталь и мартенситная 440 и 420 нержавеющие стали. Капиллярное тело может иметь любую подходящую капиллярность для того, чтобы использоваться с различными физическими свойствами жидкости. Жидкость имеет физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярное тело. Капиллярное тело может быть выполнено из термостойкого материала. Преимущественно, капиллярное тело может содержать множество волоконных прядей. Множество волоконных прядей как правило может быть выровнено вдоль длины капиллярного тела.

Также описывается узел нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, причем узел содержит: капиллярное тело; нагревательный элемент, расположенный на наружной поверхности капиллярного тела; и пару разнесенных друг от друга электрических контактов, закрепленных вокруг капиллярного тела и соединенных с нагревательным элементом.

Во втором аспекте настоящего изобретения предоставляется система, генерирующая аэрозоль, содержащая: узел нагревателя и фитиля согласно любому варианту осуществления, описанному выше; часть для хранения жидкости, имеющую связь по текучей среде с капиллярным телом; и блок электропитания, соединенный с нагревательным элементом через электрические контакты.

Каждый электрический контакт может содержать один или более проходящих наружу выступов, при этом система может дополнительно содержать корпус, который имеет один или более каналов, в которых принимаются и удерживаются выступы. Это дает преимущество, заключающееся в том, что выступ каждого электрического контакта может позволить контакту, и таким образом, узлу нагревателя и фитиля, легко прикрепляться к корпусу в правильном положении. Один или более каналов могут содержать электрические соединения, прикрепленные к блоку электропитания. При такой компоновке выступы могут способствовать электрическому соединению электрических контактов с блоком питания. Предпочтительно, один или несколько выступов являются плоскими. Плоские выступы обеспечивают плоскую поверхность, на которой узел нагревателя и фитиля может располагаться и удерживаться внутри системы, генерирующей аэрозоль. Плоская поверхность плоских выступов также может способствовать электрическому соединению электрических контактов с блоком питания за счет предоставления большей площади с электропроводной поверхностью, чем с электрическими контактами, которые не имеют проходящих наружу плоских выступов.

Система, образующая аэрозоль, может представлять собой курительную систему с электрическим нагревом. Предпочтительно система, образующая аэрозоль, является портативной. Образующая аэрозоль система может представлять собой электрически нагреваемую курительную систему и может иметь размер, сопоставимый с размером обычной сигары или сигареты. Курительная система может иметь общую длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 150 мм. Курительная система может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм.

Система содержит часть для хранения жидкости, имеющую связь по текучей среде с капиллярным телом узла нагревателя и фитиля. Часть для хранения жидкости системы, генерирующей аэрозоль, может содержать корпус, который является по существу цилиндрическим, причем на одном конце цилиндра расположено отверстие. Корпус части для хранения жидкости может иметь по существу круглое поперечное сечение. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте настоящего документа термин «жесткий корпус» означает корпус, который является самонесущим. Часть для хранения жидкости может содержать жидкость, образующую аэрозоль.

Часть для хранения жидкости может содержать несущий материал для хранения субстрата, образующего аэрозоль.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть адсорбирован или иным образом нанесен на носитель или опору. Несущий материал может быть изготовлен из любой подходящей поглощающей заглушки или корпуса, например, из вспененного металлического или пластмассового материала, полипропилена, терилена, нейлоновых волокон или керамики. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может удерживаться в несущем материале перед использованием системы, генерирующей аэрозоль. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может выделяться внутрь несущего материала во время использования. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может выделяться внутрь несущего материала непосредственно перед использованием. Например, жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может быть представлен в капсуле. Оболочка капсулы может плавиться при нагреве посредством нагревательных средств и высвобождать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь несущего материала. Капсула может при необходимости содержать твердое вещество в сочетании с жидкостью.

В одном примере жидкий субстрат, образующий аэрозоль, удерживается в капиллярном материале. Капиллярным материалом является материал, который активно транспортирует жидкость от одного конца материала к другому. Капиллярный материал может быть преимущественно ориентирован в части для хранения таким образом, чтобы транспортировать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к узлу нагревателя и фитиля. Капиллярный материал может иметь волокнистую структуру. Капиллярный материал может иметь губчатую структуру. Капиллярный материал может содержать пучок капилляров. Капиллярный материал может содержать множество волокон. Капиллярный материал может содержать множество нитей. Капиллярный материал может содержать трубки с узким каналом. Капиллярный материал может содержать комбинацию волокон, прядей и трубок с узким каналом. Волокна, пряди и трубки с узким каналом могут быть в целом выровнены для транспортировки жидкости к узлу нагревателя и фитиля. Капиллярный материал может содержать губкообразный материал. Капиллярный материал может содержать пенообразный материал. Структура капиллярного материала может образовывать множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может быть транспортирована за счет капиллярного действия.

Капиллярный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают: губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, полиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Капиллярный материал может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет такие физические свойства, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через капиллярный материал за счет капиллярного действия. Капиллярный материал может быть выполнен с возможностью транспортировки субстрата, образующего аэрозоль, к распылителю.

Часть для хранения может содержать проницаемую для текучей среды внутреннюю поверхность, окружающую проход с открытым концом. Часть для хранения предпочтительно содержит капиллярный фитиль, формирующий часть или всю внутреннюю поверхность для транспортировки жидкости, формирующей аэрозоль, из части для хранения к нагревателю в сборе, расположенному внутри прохода с открытым концом.

Часть для хранения предпочтительно содержит жидкость, формирующую аэрозоль.

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 ароматические соединения, которые выделяются 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.

Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Веществом для образования аэрозоля является любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которые в ходе использования способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля, и которые по существу являются устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре системы. Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, но без ограничения: многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин, сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Вещества для образования аэрозоля могут представлять собой многоатомные спирты или их смеси, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может содержать другие добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы.

Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля. Веществом для образования аэрозоля может быть глицерин. Веществом для образования аэрозоля может быть пропиленгликоль. Вещество для образования аэрозоля может содержать как глицерин, так и пропиленгликоль. Концентрация никотина в субстрате, образующем аэрозоль, может составлять от приблизительно 2% до приблизительно 10%.

Несмотря на то, что выше упоминаются жидкие субстраты, образующие аэрозоль, специалистам с обычной квалификацией в данной области техники будет понятно, что с другими вариантами осуществления могут быть использованы другие формы субстрата, образующего аэрозоль. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать вещество для образования аэрозоля. Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.

Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то этот твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак, литой листовой табак и расширенный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предусмотрен в подходящих таре или картридже. При необходимости, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, высвобождаемые при нагреве субстрата. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагревания твердого субстрата, образующего аэрозоль.

В контексте данного документа термин «гомогенизированный табак» относится к материалу, образованному в результате агломерирования табака в виде частиц. Гомогенизированный табак может иметь форму листа. Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5% в пересчете на сухой вес. В качестве альтернативы, содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5% до 30% в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или иного измельчения одного из или обоих слоев табачного листа и стеблей табачного листа. В качестве альтернативы или дополнения, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из следующего: табачная пыль, табачная мелочь и другие табачные отходы в виде частиц, образующиеся, например, при обработке, перемещении и отгрузке табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, что способствует агломерированию табака в виде частиц; в качестве альтернативы или дополнения, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.

Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубочек, полосок или листов. В качестве альтернативы, носитель может представлять собой трубчатый носитель, имеющий тонкий слой твердого субстрата, нанесенного на его внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность или как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхности. Такой трубчатый носитель может быть образован, например, из бумаги или бумагообразного материала, нетканой клеенки из углеродных волокон, легкой металлической сетки с открытыми ячейками, перфорированной металлической фольги, или любой другой термостабильной полимерной матрицы.

Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в виде, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или, в качестве альтернативы, может быть нанесен в виде определенной схемы, с целью обеспечения неоднородной доставки аромата во время использования.

Система, генерирующая аэрозоль, может состоять из устройства, генерирующего аэрозоль, и съемного изделия, генерирующего аэрозоль, для использования вместе с устройством. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать картридж или курительное изделие. Изделие, генерирующее аэрозоль, содержит часть для хранения. Устройство может содержать блок питания и электрическую схему. Узел нагревателя и фитиля может образовывать часть устройства или изделия, или как устройства, так и изделия.

Система может содержать картридж, присоединенный к устройству, генерирующему аэрозоль, с возможностью съема. Картридж может быть снят с устройства, генерирующего аэрозоль, при израсходовании субстрата, образующего аэрозоль. Картридж может быть одноразовым. Картридж может быть многоразовым. Картридж может быть выполнен с возможностью повторной заправки жидким субстратом, образующим аэрозоль. Картридж может быть выполнен з возможностью замены в устройстве, генерирующем аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть многоразовым. Производство картриджа может являться низкозатратным, надежным и массовым. В контексте настоящего документа термин «соединен с возможностью съема» означает, что обеспечивается возможность взаимного соединения и разъединения картриджа и устройства без существенного повреждения либо устройства, либо картриджа. Картридж может иметь корпус, внутри которого удерживается субстрат, образующий аэрозоль. Картридж может содержать крышку. Крышка может быть выполнена с возможностью съема перед присоединением картриджа к устройству, генерирующему аэрозоль. Крышка может быть выполнена с возможностью прокалывания.

Системы, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат корпус и нагреватель в сборе, соединенный с корпусом и содержащий по меньшей мере один узел нагревателя и фитиля согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления. Нагреватель в сборе предпочтительно содержит удлиненный опорный элемент, соединенный с корпусом и расположенный для прохождения в проход с открытым концом картриджа, вставленного в полость; и множество узлов нагревателя и фитиля, присоединенных к удлиненному опорному элементу и разнесенных по его длине. Нагреватель в сборе может содержать множество узлов нагревателя и фитиля. Например, нагреватели в сборе могут содержать два, три, четыре, пять, шесть или более узлов нагревателя и фитиля, присоединенных к удлиненному опорному элементу и разнесенных по его длине.

Удлиненный опорный элемент может быть выполнен посредством полой части стержня, определяющей проход для потока воздуха, формирующий часть хода для потока воздуха через систему. По меньшей мере один узел нагревателя и фитиля предпочтительно поддерживается полой частью стержня так, что узел перекрывает проход для потока воздуха поперечно продольной оси полой части стержня. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один узел нагревателя и фитиля может заполнять проход для потока воздуха. Если один или более узлов нагревателя и фитиля проходят через проход для потока воздуха, то продольная ось одного или более узлов нагревателя и фитиля может быть перпендикулярной продольной оси полой части стержня. Один или более узлов нагревателя и фитиля, перекрывающих проход для потока воздуха, могут быть расположены таким образом, что их продольная ось находится под наклоном к продольной оси полой части стержня. Если множество узлов нагревателя и фитиля проходит через проход для потока воздуха поперечно продольной оси полой части стержня, то одно или более множеств узлов нагревателя и фитиля могут проходить через проход для потока воздуха таким образом, что их продольная ось вращается вокруг продольной оси полой части стержня относительно продольной оси по меньшей мере одного из дополнительных узлов нагревателя и фитиля. Другими словами, когда продольные оси узлов нагревателя и фитиля проектируются на плоскость, проходящую перпендикулярно продольной оси полой части стержня, продольная ось одного или более множеств узлов нагревателя и фитиля может проходить через проход для потока воздуха под углом к продольной оси по меньшей мере одного из дополнительных узлов нагревателя и фитиля.

Удлиненный опорный элемент может быть выполнен из электропроводящего субстрата, такого как металл. Удлиненный опорный элемент может быть выполнен из электроизоляционного субстрата, такого как полимерный субстрат, и может дополнительно содержать один или более электрических проводников, присоединенных к субстрату для создания узлов нагревателя и фитиля, для присоединения узлов нагревателя и фитиля к источнику электропитания, или и того, и другого. Например, удлиненный опорный элемент может содержать электроизоляционный субстрат, на который помещаются электрические проводники с помощью, например, напыления, печати или ламинирования субстратом, таким как слоистая фольга. Слоистая фольга может затем иметь форму или быть согнута для формирования удлиненного опорного элемента.

Множество узлов нагревателя и фитиля могут проходить через проход для потока воздуха поперечно продольной оси полой части стержня. В таких вариантах осуществления множество узлов нагревателя и фитиля может заполнять проход для потока воздуха.

Предпочтительно, полая часть стержня содержит множество отверстий, в которых удерживается множество узлов нагревателя и фитиля, причем множество узлов нагревателя и фитиля имеют связь по текучей среде с частью для хранения узлов нагревателя и фитиля через множество отверстий. Отверстия могут быть выполнены в полой части стержня после формирования полой части стержня, например, с помощью пробивания, сверления, фрезерования, вытравливания, электроискровой обработки, резки или лазерной резки. Отверстия могут быть выполнены как одно целое с полой частью стержня во время формирования полой части стержня, например, за счет литья или формовки полой части стержня с отверстиями или с помощью осаждения, такого как электроосаждение.

Удлиненный опорный элемент имеет ближний конец, присоединенный к корпусу, и дальний конец, расположенный ниже по потоку от ближнего конца. В любом вышеописанном варианте осуществления удлиненный опорный элемент предпочтительно имеет прокалывающую поверхность на дальнем конце. Таким образом, удлиненный опорный элемент одновременно может являться удлиненным прокалывающим элементом. Это может обеспечить удлиненному опорному элементу возможность удобным и простым образом прокалывать уплотнение на конце картриджа во время вставки картриджа в устройство. Для способствования прокалыванию уплотнений дальний конец удлиненного опорного элемента, на котором расположена прокалывающая поверхность, предпочтительно имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем площадь поперечного сечения области удлиненного опорного элемента, расположенной в непосредственной близости от прокалывающей поверхности. Предпочтительно, площадь поперечного сечения удлиненного опорного элемента уменьшается к коническому кончику на дальнем конце удлиненного опорного элемента. Площадь поперечного сечения удлиненного опорного элемента может уменьшаться к точке на дальнем конце удлиненного опорного элемента.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать камеру, образующую аэрозоль, в которой из перенасыщенного пара образуется аэрозоль, перемещаемый далее в рот пользователя. Впускное отверстие для воздуха, выпускное отверстие для воздуха и камера предпочтительно расположены таким образом, чтобы образовать путь прохождения потока воздуха от впускного отверстия для воздуха к выпускному отверстию для воздуха через камеру, образующую аэрозоль, с целью транспортировки аэрозоля к выпускному отверстию для воздуха и в рот пользователя.

Система, генерирующая аэрозоль, содержит блок электропитания. Блок электропитания 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-металлогидридную батарею или никель-кадмиевую батарею. Блок питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Блок питания может нуждаться в перезарядке и быть выполнен с возможностью осуществления множества циклов зарядки и разрядки. Блок питания может иметь емкость, которая делает возможным накопление достаточного количества энергии для одного или нескольких сеансов курения; например, блок 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 обычной сигареты, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость, чтобы сделать возможным осуществление заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательных средств и исполнительного элемента.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать датчик для обнаружения активации системы. Датчик может содержать детектор затяжки, соединенный с электрической схемой в системе. Детектор затяжки может быть выполнен с возможностью определения осуществления пользователем затяжки посредством системы. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью управления мощностью на нагревательном элементе в зависимости от информации на входе с детектора затяжки. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор, микроконтроллер или специализированную интегральную схему (ASIC) или другую электронную схему, выполненную с возможностью осуществления управления. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на узел нагревателя и фитиля. Питание может подаваться на узел нагревателя и фитиля непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на узел нагревателя и фитиля в виде импульсов электрического тока.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать пользовательское устройство ввода, такое как переключатель или кнопка. Это предоставляет возможность пользователю включать систему. Переключатель или кнопка могут активировать узел нагревателя и фитиля. Указанные переключатель или кнопка могут инициировать генерирование аэрозоля. Переключатель или кнопка могут подготовить электрическую схему к ожиданию ввода с датчика, такого как датчик затяжки.

Система, генерирующая аэрозоль, может содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть расположен смежно с частью для хранения. Датчик температуры может быть соединен с электрической схемой для обеспечения возможности поддержания электрической схемой температуры нагревательного элемента в диапазоне предварительно заданной рабочей температуры. Датчик температуры может представлять собой термопару, или альтернативно нагревательный элемент может быть использован для предоставления информации, относящейся к температуре. Могут быть известны температурозависимые резистивные свойства нагревательного элемента, и они используются для определения температуры по меньшей мере одного нагревательного элемента способом, известным специалисту в данной области техники.

Система может включать корпус, определяющий полость для размещения изделия, образующего аэрозоль, такого как расходуемый картридж. Корпус может содержать основную часть и мундштучную часть. Полость может находиться в основной части, а мундштучная часть может иметь выпускное отверстие, сквозь которое аэрозоль, сгенерированный устройством, может втягиваться в рот пользователя. В качестве альтернативы мундштучная часть может быть предоставлена в качестве части картриджа для использования с устройством. В контексте настоящего документа термин «мундштучная часть» обозначает часть устройства или картриджа, выполненную с возможностью помещения в рот пользователя для того, чтобы непосредственно вдыхать аэрозоль, образованный системой, при этом аэрозоль транспортируется в рот пользователя через мундштук. Узел нагревателя и фитиля может быть присоединен к основной части или мундштучной части.

Если система содержит корпус, определяющий полость для размещения изделия, образующего аэрозоль, то корпус может быть удлиненным. Корпус может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают металлы, сплавы, пластмассы или композитные материалы, содержащие один или более таких материалов, или термопластичные материалы, подходящие для применения в пищевой или фармацевтической промышленности, например, полипропилен, полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэтилен. Предпочтительно, материал является легким и нехрупким.

В контексте настоящего документа термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов системы, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению относительно направления воздуха, втягиваемого через систему, генерирующую аэрозоль, при ее использовании. Воздух втягивается в систему на расположенном выше по потоку конце, проходит ниже по потоку через систему и выходит из системы на ее расположенном ниже по потоку конце. Термины «дальний» и «ближний» используются для описания относительных положений компонентов систем, генерирующих аэрозоль, относительно их соединения с остальной системой таким образом, что ближний конец компонента находится на «закрепленном» конце, который присоединен к системе, а дальний конец находится на «свободном» конце, противоположном ближнему концу. Если компонент присоединен к системе на расположенном ниже по потоку конце компонента, то расположенный ниже по потоку конец может считаться «ближним» концом и наоборот. Расположенный выше по потоку и расположенный ниже по потоку концы картриджа и устройства, генерирующего аэрозоль, определяются относительно потока воздуха, когда пользователь осуществляет затяжку с конца, подносимого ко рту, устройства, генерирующего аэрозоль.

В контексте настоящего документа термины «продольный» и «длина» относятся к направлению между противоположными концами узла нагревателя и фитиля или компонента системы, генерирующей аэрозоль. Термин «поперечный» используется для описания направления, перпендикулярного продольному направлению.

В контексте настоящего документа термин «впускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может втягиваться в систему, образующую аэрозоль.

В контексте настоящего документа термин «выпускное отверстие для воздуха» используется для описания одного или более отверстий, через которые воздух может быть вытянут из системы, генерирующей аэрозоль.

В третьем аспекте настоящего изобретения предоставляется способ производства узла нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает следующие этапы: предоставление капиллярного тела; предоставление опорного элемента, проходящего вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела; расположение нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела; и прикрепление нагревательного элемента к наружной поверхности капиллярного тела за счет закрепления пары разнесенных друг от друга электрических контактов вокруг капиллярного тела и над нагревательным элементом.

Этап предоставления капиллярного тела может выполняться за счет обеспечения капиллярного тела единичной длины. Этап предоставления опорного элемента, проходящего вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела, может выполняться за счет предоставления опорного элемента единичной длины. Этап расположения нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела может быть выполнен за счет расположения нагревательного элемента единичной длины на капиллярном теле единичной длины. В таких способах каждый узел нагревателя и фитиля может быть изготовлен отдельно.

Предпочтительно, этап предоставления капиллярного тела выполняется за счет предоставления капиллярного тела многократной длины, при этом этап расположения нагревательного элемента выполняется за счет расположения нагревательного элемента многократной длины на наружной поверхности капиллярного тела многократной длины, причем этап прикрепления нагревательного элемента выполняется за счет закрепления множества пар разнесенных друг от друга электрических контактов вокруг капиллярного тела многократной длины и над нагревательным элементом многократной длины для прикрепления нагревательного элемента многократной длины к наружной поверхности капиллярного тела многократной длины, при этом способ дополнительно предпочтительно включает этап разрезания капиллярного тела многократной длины и нагревательного элемента многократной длины между смежными парами электрических контактов для создания множества узлов нагревателя и фитиля. В таких вариантах осуществления предпочтительно этап предоставления опорного элемента выполняется за счет предоставления опорного элемента многократной длины, а этап разрезания также включает разрезание опорного элемента многократной длины между смежными парами электрических контактов.

Предпочтительно, этап прикрепления нагревательного элемента выполняется за счет прикрепления одного из электрических контактов каждой пары непосредственно смежно к одному из электрических контактов смежной пары. В результате, каждая пара отделена от смежной пары лишь небольшим зазором. Затем этап разрезания может выполняться за счет разрезания капиллярного тела многократной длины и нагревательного элемента многократной длины между непосредственно смежными электрическими контактами для создания множества узлов нагревателя и фитиля. Каждый полученный узел нагревателя и фитиля имеет электрические контакты, расположенные на одном из концов.

Также описывается способ изготовления узла нагревателя и фитиля для системы, генерирующий аэрозоль, причем способ включает следующие этапы: предоставление капиллярного тела; расположение нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела; и прикрепление нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела за счет закрепления пары разнесенных друг от друга электрических контактов вокруг капиллярного тела и над нагревательным элементом.

Признаки, описанные в отношении одного или более аспектов, могут быть в равной степени применены и к другим аспектам настоящего изобретения. В частности, признаки, описанные в отношении узла нагревателя и фитиля согласно первому аспекту, могут быть в равной степени применены к системе, генерирующей аэрозоль, согласно второму аспекту и наоборот, и признаки, описанные в отношении либо первого аспекта, либо второго аспекта, могут быть в равной степени применены к способу изготовления согласно третьему аспекту.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:

на фиг. 1A показан вид сбоку узла нагревателя и фитиля;

на фиг. 1B показан вид в поперечном сечении узла нагревателя и фитиля по фиг. 1A вдоль линии 1B-1B на фиг. 1A;

на фиг. 1C-1E показаны виды сбоку первого, второго и третьего примеров электрических контактов узла нагревателя и фитиля по фиг. 1A, при этом иные компоненты узла удалены для упрощения;

на фиг. 1F показан вид в поперечном сечении альтернативного узла нагревателя и фитиля;

на фиг. 2A показан вид сбоку узла нагревателя и фитиля согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2B показан вид в поперечном сечении узла нагревателя и фитиля по фиг. 2A вдоль линии 2B-2B на фиг. 2A;

на фиг. 3А показан вид сбоку узла нагревателя и фитиля согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3B показан вид в поперечном сечении узла нагревателя и фитиля по фиг. 3A вдоль линии 3B-3B на фиг. 3A;

на фиг. 4 схематически показано поперечное сечение в продольном направлении системы, генерирующей аэрозоль, согласно первому варианту осуществления;

на фиг. 5 показано поперечное сечение в продольном направлении расходуемого картриджа для использования в системе, генерирующей аэрозоль, по фиг. 4;

на фиг. 6A схематически показан вид в продольном разрезе нагревателя в сборе системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 4;

на фиг. 6B показан вид сверху нагревателя в сборе по фиг. 6A;

на фиг. 6C показан вид сбоку нагревателя в сборе по фиг. 6A; и

на фиг. 7A и 7B показан способ вставки расходуемого картриджа в устройство, генерирующее аэрозоль, системы, генерирующей аэрозоль, по фиг. 4.

На фиг. 1A и 1B показан пример узла 100 нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль. Узел 100 нагревателя и фитиля содержит капиллярное тело 110, нагревательный элемент 120, расположенный на наружной поверхности капиллярного тела 110, и пару разнесенных друг от друга электрических контактов 130, закрепленных вокруг капиллярного тела 110 и над нагревательным элементом 120.

Капиллярное тело 110, или капиллярный фитиль, содержит множество волокон 112, через которые жидкость, формирующая аэрозоль, может быть транспортирована за счет капиллярного действия. В этом примере множество волокон 112 как правило выровнено вдоль длины капиллярного тела 110. В других примерах множество волокон может быть соткано или сплетено по конкретной схеме. Это позволяет физическим характеристикам капиллярного фитиля, таким как механическая прочность или капиллярность, изменяться при использовании определенной схемы волокон. Это также может позволить капиллярному фитилю более эффективно сохранять свою форму и размеры, чем при схеме с параллельными волокнами. Капиллярное тело является сжимаемым из-за наличия промежутков между смежными волокнами. В этом примере капиллярное тело 110 имеет закругленные или куполообразные торцевые поверхности на обоих концах. Это может помочь увеличить площадь поверхности между капиллярным телом 110 и жидкостью, формирующей аэрозоль. В других примерах капиллярное тело 110 может заканчиваться на плоских торцевых поверхностях.

Нагревательный элемент 120 выполнен из катушки электрорезистивной проволоки, намотанной вокруг капиллярного тела 110 и проходящей вдоль всей его длины. Проволока может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. В этом примере проволока имеет круглую форму поперечного сечения. В других примерах проволока может иметь овальную, треугольную, квадратную, прямоугольную или плоскую форму поперечного сечения. Это может увеличить передачу тепла между волокнами 112 капиллярного тела 110 и проволокой нагревательного элемента 120. Катушка может иметь любое подходящее количество витков. Например, катушка может иметь от 2 до 11 полных витков между электрическими контактами 130 на одном из концов. Предпочтительно, катушка имеет от 3 до 7 полных витков между электрическими контактами 130.

Электрические контакты 130 содержат первое металлическое кольцо 132 на первом конце капиллярного тела 110 и второе металлическое кольцо 134 на втором конце капиллярного тела. Первое и второе металлические кольца 132, 134 выступают вокруг всей окружности капиллярного тела 110 и над нагревательным элементом 120. Внутренний диаметр каждого металлического кольца 132, 134 меньше внешнего диаметра капиллярного тела 110. В результате возникает посадка с натягом между металлическими кольцами 132, 134 и капиллярным телом 110 под ними. Это обеспечивает втискивание металлических колец 132, 134 в капиллярное тело 110 для прикрепления колец 132, 134 к капиллярному телу с удержанием между ними нагревательного элемента 120. Это помогает обеспечить надежное электрическое соединение между электрическими контактами 130 и нагревательным элементом 120. Так как электрические контакты 130 выступают вокруг всей окружности капиллярного тела 110, нет необходимости тщательно сопоставлять угловое положение электрических контактов с положением нагревательной катушки 120 при сборке для обеспечения электрического соединения.

Как показано на фиг. 1A и 1B, нагреватель 100 в сборе имеет следующие размеры. Размер H является общей длиной, определяемой максимальной длиной капиллярного тела 110. Размер L является расстоянием между первым и вторым металлическими кольцами 132, 134. Размер W является шириной первого и второго металлических колец 132, 134. Размер D является диаметром нагревателя 100 в сборе, определяемым диаметром первого и второго металлических колец 132, 134. Размер F является диаметром капиллярного тела 110. Размер P является шагом витков катушки нагревательного элемента 120.

Представленная ниже таблица 1 показывает примерный и предпочтительный диапазоны значений каждого размера D, F, H, L, P и W для таких узлов нагревателя и фитиля.

Размер D F H L P W Примерный диапазон (мм) 1,4-4,5 1-4 4-12 3,5-11 0,5-2 0,7-2,5 Предпочтительный диапазон (мм) 1,6-2,8 1,3-2,5 5-8 4-7 0,6-1,1 0,8-1,3

Таблица 1. Примерный и предпочтительный диапазоны значений для узлов нагревателя и фитиля

На фиг. 1C, 1D и 1E показан вид сбоку трех примеров металлического кольца 132, 132', 132'' для электрического контакта узла 100 нагревателя и фитиля. В каждом из этих примеров электрические контакты 130 являются жесткими и выполнены из изогнутого листа металла, противоположные концы которого соединены вместе на стыке 136. Стык между противоположными концами металлического конца в каждом примере отличается. Противоположные концы каждого электрического контакта, как показано, имеют единую форму так, что стык является нелинейным и проходит по наклонной линии. Это может помочь каждому электрическому контакту препятствовать относительному перемещению между их противоположными концами в направлении длины узла 100 нагревателя и фитиля. В примере, показанном на фиг. 1C, противоположные концы кольца 132 имеют единую форму так, что стык 136 проходит по прямой наклонной линии. В примере, показанном на фиг. 1D, противоположные концы кольца 132' имеют единую форму так, что стык 136' является нелинейным и имеет волнистую, или синусоидальную, форму. В примере, показанном на фиг. 1E, противоположные концы кольца 132'' имеют единую форму так, что стык 136'' является нелинейным и имеет параболическую, или U-образную, форму. Будет понятно, что предусмотрены и другие формы стыка, такие как V-образная, зигзагообразная или изогнутая.

В примерах, показанных на фиг. 1A-1E, капиллярное тело 110 имеет круглое поперечное сечение, а электрические контакты 130 имеют форму круглых колец. Однако капиллярное тело 110 и электрические контакты могут иметь любую подходящую форму поперечного сечения. Например, капиллярное тело и электрические контакты могут иметь овальное, треугольное, квадратное, прямоугольное или ромбовидное поперечное сечение, как показано на фиг. 1F.

Как показано на фиг. 1F, узел 100' нагревателя и фитиля имеет ромбовидное поперечное сечение, что определено ромбовидным капиллярным телом 110' и ромбовидными электрическими контактами 130'. Как показано на фиг. 1F, нагреватель 100' в сборе имеет размер высоты J, размер ширины O и размер высоты M капиллярного тела, эквивалентный размеру высоты J с вычитанием удвоенной толщины электрического контакта 130'. Размеры J, M, и O могут иметь любое подходящее значение или диапазон значений. Например, размер J может иметь значение в диапазоне от 1,4 до 5,5 мм, предпочтительно от 2,3 до 3,1 мм, размер M может иметь значение в диапазоне от 1,3 до 5 мм, предпочтительно от 2 до 3 мм, а размер O может иметь значение в диапазоне от 0,8 до 3 мм, предпочтительно от 0,8 до 2,2 мм.

На фиг. 2A и 2B показан первый вариант осуществления узла 200 нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль. Узел 200 нагревателя и фитиля первого варианта осуществления имеет одинаковую структуру с примером узла 100 нагревателя и фитиля, и при этом, в случае, когда на фигуре присутствуют одинаковые признаки, используются одинаковые ссылочные позиции. Однако узел 200 нагревателя и фитиля дополнительно содержит жесткий опорный элемент 240, проходящий через центральную часть капиллярного тела 210 и окруженный волокнами 212 капиллярного тела 210.

Опорный элемент 240 является единичным цельным компонентом со сплошным поперечным сечением, выполненным из центральной части 242 и множества поперечных ребер 244, проходящих радиально от центральной части 242. Эта форма поперечного сечения обеспечивает опорному элементу 240 относительно высокую поперечную жесткость для данной площади поперечного сечения. Вследствие этого может быть минимизировано пространство внутри капиллярного тела, которое занято опорным элементом 240, для того, чтобы возможность затекания, или капиллярность, капиллярного тела 210 практически не изменялась при присутствии опорного элемента 240. Поперечные ребра 244 предпочтительно принимают коническую форму по направлению к кончикам. Например, каждое поперечное ребро 244 в основании может иметь ширину в диапазоне от 0,3 до 0,8 мм, предпочтительно от 0,3 до 0,4 мм, при этом ширина в основании составляет от 0,1 до 0,4 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,2 мм.

Опорный элемент 240 по существу проходит по всей длине капиллярного тела 210 и является более прочным и жестким, чем капиллярное тело. Таким образом, опорный элемент увеличивает прочность и жесткость узла 200 нагревателя и фитиля для дальнейшего повышения надежности и удобства в обращении. В процессе производства, при котором отдельные узлы нагревателя и фитиля вырезаются из узла нагревателя и фитиля многократной длины, опорный элемент может обеспечить большую точность операции резания. Это может привести к большей воспроизводимости и стабильности между разными узлами нагревателя и фитиля.

В дополнение к увеличивающейся прочности и жесткости изгиба узла 200 нагревателя и фитиля, опорный элемент 240 также увеличивает плотность центральной части капиллярного тела 210. Это может уменьшить радиальное сжатие капиллярного тела 210, таким образом обеспечивая плотную посадку между электрическими контактами 230 и нагревательным элементом 220.

Опорный элемент 240 выполнен из электроизоляционного материала. Это снижает влияние опорного элемента 240 на электрические характеристики нагревательного элемента 220 в случае непреднамеренного контакта между нагревательным элементом 220 и опорным элементом 240.

Примерные и предпочтительные размеры нагревателя 200 в сборе согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения такие же, как размеры вышеописанного первого примера нагревателя 100 в сборе. Как и в первом варианте нагревателя в сборе, катушка нагревательного элемента 220 может иметь любое подходящее количество витков, например, от 2 до 11 полных витков между электрическими контактами 230, предпочтительно от 3 до 7 полных витков между электрическими контактами 230.

На фиг. 3A и 3B показан второй вариант осуществления узла 300 нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль. Узел 300 нагревателя и фитиля второго варианта осуществления имеет одинаковую структуру со структурой узла 200 нагревателя и фитиля первого варианта осуществления, и при этом, в случае, когда на фигуре присутствуют одинаковые признаки, используются одинаковые ссылочные позиции. Однако в отличие от примера узла 100 нагревателя и фитиля и первого варианта осуществления узла 200 нагревателя и фитиля, каждый электрический контакт 330 имеет проходящие наружу плоские выступы 336 на противоположных сторонах узла 300 нагревателя и фитиля. Выступы 336 обеспечивают плоскую поверхность, на которой узел 300 нагревателя и фитиля может располагаться и удерживаться внутри системы, генерирующей аэрозоль. Например, выступы 336 могут быть помещены в один или более каналов в системе, генерирующей аэрозоль, для обеспечения легко прикрепления электрических контактов 330 к корпусу в правильном положении. Плоская форма выступов 336 также может способствовать электрическому соединению электрических контактов с блоком питания за счет предоставления большей площади с электропроводной поверхностью, чем с электрическими контактами, которые не имеют проходящих наружу выступов.

Примерные и предпочтительные размеры нагревателя 300 в сборе такие же, как размеры вышеописанного первого примера нагревателя 100 в сборе и первого варианта осуществления нагревателя 200 в сборе. Катушка нагревательного элемента 320 может иметь любое подходящее количество витков, например, от 2 до 11 полных витков между электрическими контактами 330, предпочтительно от 3 до 7 полных витков между электрическими контактами 330.

Узлы нагревателя и фитиля согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены и собраны по отдельности, например, за счет предоставления капиллярного тела единичной длины и опорного элемента единичной длины и расположения нагревательного элемента единичной длины на капиллярном теле единичной длины. Такой процесс, например, может быть выполнен с помощью следующих этапов. Этап 1: выгрузка капиллярных волокон из катушки для создания непрерывного стержня волокон. Этап 2A: поперечное разрезание непрерывного стержня для создания множества капиллярных тел единичной длины. Этап 2B: предоставление каждому множеству капиллярных тел единичной длины опорного элемента единичной длины, проходящего вдоль по меньшей мере части их длины. Этап 3: разматывание длины электрорезистивной проволоки из катушки и ее нарезка на части. Этап 4: наматывание нарезанных частей проволоки вокруг капиллярного тела единичной длины и опорного элемента для создания нагревательного элемента. Этап 5: предоставление двух листов электропроводящего материала либо за счет разматывания из катушки и нарезки на части, либо за счет предоставления заранее нарезанных сегментов. Этап 6: загибание листов электропроводящего материала вокруг капиллярного тела и над нагревательным элементом для создания пары разнесенных друг от друга электрических контактов в форме зажимных колец на одном из концов капиллярного тела. Этап 7 (необязательный): нарезка капиллярного тела на соответствующие отрезки (при необходимости) и придание формы одному или двум концам (при необходимости, например, для обеспечения закругленных концов). Этап 2B может быть выполнен перед или после этапа 2A. Например, если этап 2B выполняют перед этапом 2A, то этап 2B могут выполнять за счет расположения непрерывного опорного элемента, проходящего вдоль длины непрерывного стержня. В таких примерах этап 2B может быть выполнен за счет поперечной нарезки как непрерывного стержня, так и непрерывного опорного элемента, для создания множества капиллярных тел единичной длины, каждое из которых имеет опорный элемент, проходящий вдоль по меньшей мере части его длины.

Узлы нагревателя и фитиля согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены и собраны за счет предоставления капиллярного тела многократной длины, предпочтительно имеющего длину, которая является кратной длине капиллярного тела каждого узла нагревателя и фитиля, предоставления опорного элемента многократной длины, предпочтительно имеющего длину, которая является кратной длине опорного элемента каждого узла нагревателя и фитиля, и предоставления нагревательного элемента многократной длины, предпочтительно имеющего длину, которая является кратной длине катушки нагревательного элемента каждого узла нагревателя и фитиля. Это позволяет быстрее изготавливать множество узлов нагревателя и фитиля. Такой процесс, например, может быть выполнен с помощью следующих этапов. Этап 1A: выгрузка капиллярных волокон из катушки для создания непрерывного стержня волокон. Этап 1B: предоставление непрерывного опорного элемента, проходящего вдоль длины непрерывного стержня волокон. Этап 2: выгрузка непрерывной электрорезистивной проволоки из катушки и ее наматывание вокруг непрерывного стержня волокон для создания непрерывной катушки. Этап 3: предоставления множества листов электропроводящего материала либо за счет разматывания из катушки и нарезки на части, либо за счет предоставления заранее нарезанных сегментов. Этап 4: загибание листов электропроводящего материала вокруг непрерывного стержня волокон и над непрерывной катушкой для создания множества пар разнесенных друг от друга электрических контактов в форме зажимных колец. Этап 5: разрезание непрерывного стержня волокон, непрерывного опорного элемента и непрерывной катушки между смежными парами электрических контактов для создания множества узлов нагревателя и фитиля. На этапе 6 (необязательный) придают форму одному или обоим концам каждого узла нагревателя и фитиля (при необходимости, например, для обеспечения закругленных концов). Этап 1B может быть выполнен перед, после или во время этапа 1A.

Узлы нагревателя и фитиля согласно настоящему изобретению могут быть произведены с помощью полностью автоматизированного процесса. Процесс могут выполнять быстро и с использованием стандартного оборудования, которое используется при производстве ручек и электронного оборудования. Использование вышеописанного способа может обеспечить скорость сборки, равняющуюся 4000 единиц в минуту.

На фиг. 4 схематически показана система 40, генерирующая аэрозоль, включающая множество узлов нагревателя и фитиля согласно настоящему изобретению, содержащая устройство 400, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, в виде расходуемого картриджа 500.

Устройство 400 содержит основной корпус 402, содержащий батарею 404 и электронные схемы 406 управления. Корпус 402 также определяет полость 408, внутри которой размещен картридж 500. Устройство 400 дополнительно содержит мундштучную часть 410, содержащую выпускное отверстие 412. В данном примере мундштучная часть 410 соединена с основным корпусом 402 посредством резьбового соединения, но может использоваться любой подходящий тип соединения, такой как шарнирное соединение или зажимное соединение. Устройство 400 дополнительно содержит нагреватель в сборе 600, содержащий удлиненный опорный элемент в форме удлиненного прокалывающего элемента 602, соединенного с корпусом 402 и множеством узлов 100 нагревателя и фитиля согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Каждый из множества узлов нагревателя и фитиля поддерживается прокалывающим элементом 602. Удлиненный прокалывающий элемент 602 расположен по центру внутри полости 408 устройства 400 и проходит вдоль продольной оси полости 408. Прокалывающий элемент 602 содержит полую часть 604 стержня, определяющую проход 606 для потока воздуха. Впускные отверстия 414 для воздуха предусмотрены в основном корпусе 402 и расположены выше по потоку относительно нагревателя в сборе 600, и имеют связь по текучей среде с выпускным отверстием 412 через проход 606 для потока воздуха. Нагреватель в сборе подробнее описан ниже относительно фигур 6A-6C.

Как лучше всего видно на фиг. 5, картридж 500 содержит часть 502 для хранения, содержащую трубчатый капиллярный фитиль 504, окруженный трубчатым капиллярным материалом 506, содержащим жидкий субстрат, формирующий аэрозоль. Картридж 500 имеет полую цилиндрическую форму, через которую проходит внутренний канал 508. Капиллярный фитиль 504 окружает внутренний канал 508 таким образом, что внутренний канал 508 по меньшей мере частично определяется внутренней поверхностью капиллярного фитиля 504. Расположенный выше по потоку и расположенный ниже по потоку концы картриджа 500 покрыты хрупкими уплотнениями 510, 512. Картридж 500 дополнительно содержит уплотнительные кольца 514, 516 на каждом расположенном выше по потоку и расположенном ниже по потоку концах внутреннего канала 508.

Как показано на фиг. 6A, 6B и 6C, полая часть 604 стержня удлиненного прокалывающего элемента 602 нагревателя в сборе 600 имеет прокалывающую поверхность 608 на расположенном ниже по потоку конце. В этом примере прокалывающая поверхность 608 создана с помощью острого кончика на расположенном ниже по потоку конце полой части 604 стержня. Полая часть 604 стержня имеет множество отверстий 610, в которых содержится множество узлов 100 нагревателя и фитиля. Отверстия 610 располагаются парами, причем каждая пара поддерживает единый электрический нагреватель 100 по обоим концам. В каждой паре два отверстия разнесены друг от друга по окружности полой части 604 стержня таким образом, что каждый узел 100 нагревателя и фитиля проходит через проход 606 для потока воздуха. В этом примере множество отверстий 610 содержит три пары отверстий 612, 614, 616, поддерживающих три узла 100 нагревателя и фитиля. Три пары отверстий 612, 614, 616 разнесены друг от друга вдоль длины полой части 604 стержня и выровнены по окружности полой части 604 стержня таким образом, что продольные оси трех узлов 100 нагревателя и фитиля параллельны и выровнены с возможностью вращения. Будет понятно, что предусмотрены и другие расположения нагревателя в сборе. Например, полая часть стержня может содержать две или более пар отверстий, например, три, четыре, пять, шесть, семь или более пар отверстий. Пары отверстий могут быть расположены таким образом, что продольная ось одного или более узлов нагревателя и фитиля повернута на любой подходящий угол, такой как 90 градусов, относительно продольной оси полой части стержня по отношению к продольной оси одного или более других узлов нагревателя и фитиля. В некоторых примерах узлы нагревателя и фитиля могут быть расположены винтообразно или спиралеобразно вокруг полой части стержня.

Полая часть 604 стержня по меньшей мере частично разделена на множество электроизолированных секций 618, которые электрически подсоединены к устройству 400. Каждое отверстие 610 в полой части 604 стержня создано в одной из электроизолированных секций 618. Таким образом, узлы 100 нагревателя и фитиля, содержащиеся во множестве отверстий 610, электрически присоединены к устройству 100. Электроизолированные секции 618 электрически изолированы друг от друга за счет изолирующих зазоров 620. Таким образом, узлы 100 нагревателя и фитиля могут быть электрически изолированы друг от друга для обеспечения раздельных эксплуатации, управления или наблюдения без необходимости отдельной электрической проводки для каждого нагревателя. В этом примере зазоры 620 представляют собой воздушные зазоры. Другими словами, зазоры 620 не содержат изоляционный материал. В других примерах один или более зазоров 320 могут быть полностью или частично заполнены электроизоляционным материалом.

Электрические контакты узлов 100 нагревателя и фитиля и отверстий 610 в прокалывающем элементе 602 имеют единый размер для обеспечения фрикционной посадки. Это обеспечивает надежную посадку между полой частью 604 стержня и узлами 100 нагревателя и фитиля. Это также может позволить сохранить хорошее электрическое соединение между нагревательным элементом каждого узла нагревателя и фитиля и батареей устройства 400. В этом примере отверстия 610 являются круглыми для соответствия форме электрических контактов узлов 100 нагревателя и фитиля. В других примерах форма поперечного сечения электрических контактов может различаться, при этом форма отверстий определяется в соответствии с ними. В примерах, где узлы нагревателя и фитиля имеют проходящие наружу выступы, как в вышеописанном втором варианте осуществления узла нагревателя и фитиля относительно фиг. 3A-3C, отверстия 610 могут иметь соответствующие пазы (не показаны), образующие каналы, в которые могут вставляться выступы. В качестве дополнения или альтернативы, прокалывающий элемент 602 может содержать один или более зажимов, в которых могут располагаться и удерживаться выступы.

Согласно фиг. 7A и 7B, описывается вставка картриджа 500 в устройство 400 системы 40. Для вставки картриджа 500 в устройство 400, и, таким образом, сборки системы 40, первым этапом является изъятие мундштучной части 410 из основного корпуса 402 устройства 400 и вставка изделия 500 в полость 408 устройства 400, как показано на фиг. 7A. При вставке картриджа 500 в полость 408, прокалывающая поверхность 608 на дальнем конце прокалывающего элемента 602 разрушает хрупкое уплотнение на расположенном выше по потоку конце картриджа 500. Так как картридж 500 дополнительно внедряется в полость 408 и прокалывающий элемент 602 дополнительно проходит во внутренний канал 508 картриджа, прокалывающая поверхность 608 входит в контакт с хрупким уплотнением на расположенном ниже по потоку конце картриджа 500 и прокалывает его для создания отверстия в хрупком уплотнении.

Затем картридж 500 полностью внедряется в полость 408, а мундштучная часть 410 вновь закрепляется на основном корпусе 402 и присоединяется к нему для заключения картриджа 500 в полости 408, как показано на фиг. 7B. Когда картридж 500 полностью внедрен в полость 408, каждое из отверстий в хрупких уплотнениях, возле расположенных выше по потоку и ниже по потоку концов картриджа 500, имеет диаметр приблизительно равный наружному диаметру полой части 604 стержня. Уплотнительные кольца на расположенных выше по потоку и ниже по потоку концах картриджа 500 создают уплотнение вокруг полой части 604 стержня. Вместе с хрупкими уплотнениями это снижает или предотвращает протекание жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из картриджа 500 и системы 40. Картридж 500 может быть полностью вдавлен в полость 408 пользователем до того, как мундштучная часть 410 вновь закрепляется на основном корпусе 402. В качестве альтернативы, картридж 500 может быть частично внедрен в полость 408, а мундштучная часть 410 может использоваться для заталкивания картриджа 500 в полость 408 до его полной вставки. Это может быть более удобным для пользователя.

Как показано на фиг. 7B, когда картридж 500 полностью внедрен в полость 408 устройства 400, генерирующего аэрозоль, ход для потока воздуха, показанный стрелками на фиг. 7В, формируется через систему 40, генерирующую аэрозоль. Ход для потока воздуха проходит от впускных отверстий 414 для воздуха к выпускному отверстию 412 через внутренний канал 508 картриджа 500 и проход 606 для потока воздуха нагревателя в сборе 600. Как дополнительно показано на фиг. 7B, когда картридж 500 полностью внедрен, узлы 100 нагревателя и фитиля имеют связь по текучей среде с частью 502 для хранения картриджа 500 на внутренней поверхности внутреннего канала 508.

При использовании, жидкий субстрат, формирующий аэрозоль, перемещен из части 502 для хранения к капиллярному телу каждого узла 100 нагревателя и фитиля посредством капиллярного действия и через множество отверстий в прокалывающем элементе 602. В этом примере наружный диаметр полой части 604 стержня удлиненного прокалывающего элемента 602 больше внутреннего диаметра внутреннего канала 508 картриджа 500 так, что часть 502 для хранения картриджа 500 сжимается полой частью 604 стержня. Это обеспечивает непосредственный контакт между концами узлов 100 нагревателя и фитиля и частью 502 для хранения для способствования перемещению жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к узлам 100 нагревателя и фитиля. Батарея поставляет электрическую энергию нагревательному элементу каждого узла 100 нагревателя и фитиля через прокалывающий элемент 602 и электрические контакты каждого узла 100 нагревателя и фитиля. Нагревательные элементы нагреваются для испарения жидкого субстрата в капиллярном теле узлов 100 нагревателя и фитиля для образования перенасыщенного пара. В то же время испаряющаяся жидкость заменяется дополнительной жидкостью, движущейся вдоль капиллярного фитиля части 502 для хранения жидкости и капиллярного тела каждого узла 100 нагревателя и фитиля за счет капиллярного действия. (Иногда это называется «насосным действием».) Когда пользователь делает затяжку на мундштучной части 410, воздух втягивается через впускные отверстия 414 для воздуха, через проход для потока воздуха полой части 604 стержня мимо узлов 100 нагревателя и фитиля в мундштучную часть 410 и из выпускного отверстия 412. Испаренный субстрат, образующий аэрозоль, захватывается в воздух, протекающий через проход для потока воздуха полой части 604 стержня, и конденсируется в мундштучной части 410 для образования вдыхаемого аэрозоля, который переносится к выпускному отверстию 412 и в рот пользователя.

Устройство может работать за счет переключателя, управляемого пользователем, (не показано) на устройстве 400. В качестве альтернативы или дополнения, устройство может содержать датчик для определения осуществления затяжки пользователем. Когда осуществление затяжки определено датчиком, электронные схемы управления контролируют подачу электрической энергии от батареи узлам 100 нагревателя и фитиля. Датчик может содержать один или более отдельных компонентов. В некоторых примерах функция определения осуществления затяжки выполняется нагревательными элементами узлов нагревателя и фитиля. Например, за счет измерения электронными схемами управления одного или более электрических параметров нагревательных элементов и определения конкретного изменения в измеренных электрических параметрах, которые указывают на осуществление затяжки.

Вышеописанные конкретные варианты осуществления и примеры иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления настоящего изобретения, и описанные в данном документе конкретные варианты осуществления и примеры не являются исчерпывающими.

Предусмотрен узел (200) нагревателя и фитиля для системы (40), генерирующей аэрозоль. Узел (200) нагревателя и фитиля содержит капиллярное тело (210), нагревательный элемент (220), расположенный на наружной поверхности капиллярного тела (210), и пару разнесенных друг от друга электрических контактов (230), закрепленных вокруг капиллярного тела (210) и соединенных с нагревательным элементом (220). Узел (200) нагревателя и фитиля также содержит опорный элемент (240), проходящий вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела (210). Также предоставляется система (40), генерирующая аэрозоль, содержащая множество таких узлов нагревателя и фитиля, и способы изготовления такого узла нагревателя и фитиля. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Узел нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, содержащий:

капиллярное тело;

нагревательный элемент, расположенный на наружной поверхности капиллярного тела;

пару разнесенных друг от друга электрических контактов, закрепленных вокруг капиллярного тела и соединенных с нагревательным элементом; и

опорный элемент, проходящий вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела.

2. Узел нагревателя и фитиля по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один электрический контакт имеет такой размер, что возникает фрикционная посадка между внутренней поверхностью этого электрического контакта и наружной поверхностью капиллярного тела.

3. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один электрический контакт выступает вокруг по меньшей мере части окружности капиллярного тела и имеет такой размер, что возникает посадка с натягом между электрическим контактом и капиллярным телом.

4. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что один или оба электрических контакта проходят вокруг, по существу, по всей окружности капиллярного тела.

5. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что один или оба электрических контакта являются жесткими.

6. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нагревательный элемент содержит катушку электрорезистивной проволоки, намотанной вокруг капиллярного тела.

7. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что капиллярное тело является удлиненным, а пара электрических контактов содержит первый электрический контакт на первом конце капиллярного тела или смежно с ним и второй электрический контакт на втором конце капиллярного тела или смежно с ним.

8. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент является жестким.

9. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент проходит вдоль, по существу, по всей длине капиллярного тела.

10. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент имеет сплошную площадь поперечного сечения.

11. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент содержит центральную часть и множество поперечных ребер.

12. Узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен из электроизоляционного материала.

13. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

узел нагревателя и фитиля по любому из предыдущих пунктов;

часть для хранения жидкости, имеющую связь по текучей среде с капиллярным телом; и

блок электропитания, соединенный с нагревательным элементом через электрические контакты.

14. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 13, отличающаяся тем, что каждый электрический контакт содержит проходящий наружу выступ, при этом система дополнительно содержит корпус, имеющий один или более каналов, в которых принимаются и удерживаются один или оба проходящих наружу выступа.

15. Система, генерирующая аэрозоль, по п. 13 или 14, отличающаяся тем, что система, генерирующая аэрозоль, является электрически нагреваемой курительной системой.

16. Способ изготовления узла нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, при этом способ включает следующие этапы:

предоставление капиллярного тела;

предоставление опорного элемента, проходящего вдоль по меньшей мере части длины капиллярного тела;

расположение нагревательного элемента на наружной поверхности капиллярного тела и

прикрепление нагревательного элемента к наружной поверхности капиллярного тела за счет закрепления пары разнесенных друг от друга электрических контактов вокруг капиллярного тела и над нагревательным элементом.

17. Способ изготовления узла нагревателя и фитиля для системы, генерирующей аэрозоль, по п. 16, отличающийся тем, что:

этап предоставления капиллярного тела выполняют за счет предоставления капиллярного тела многократной длины,

этап расположения нагревательного элемента выполняют за счет расположения нагревательного элемента многократной длины на наружной поверхности капиллярного тела многократной длины, и

этап прикрепления нагревательного элемента выполняют за счет закрепления множества пар разнесенных друг от друга электрических контактов вокруг капиллярного тела многократной длины и над нагревательным элементом многократной длины для прикрепления нагревательного элемента многократной длины к наружной поверхности капиллярного тела многократной длины, и

причем способ дополнительно включает этап разрезания капиллярного тела многократной длины и нагревательного элемента многократной длины между смежными парами электрических контактов для создания множества узлов нагревателя и фитиля.