НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ИМЕЮЩИЙ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИЕ И КАПИЛЛЯРНЫЕ НИТИ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/46 A24F40/44 H05B3/34 

Настоящее изобретение относится к нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к нагревательному элементу для удерживаемой рукой электрической системы, генерирующей аэрозоль, которая выполнена с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля и доставки аэрозоля в рот пользователя. Настоящее изобретение также относится к нагревателю в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, содержащему нагревательный элемент, картриджу для системы, генерирующей аэрозоль, системе, генерирующей аэрозоль, и способу изготовления нагревательного элемента.

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 в сборе для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Нагреватель в сборе обычно содержит нагревательный элемент в виде катушки из проволоки, которая намотана вокруг удлиненного фитиля, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из части для хранения жидкости к нагревателю. При использовании через катушку из проволоки может быть пропущен электрический ток для нагрева нагревателя в сборе и, следовательно, генерирования аэрозоля из жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Также имеется мундштучная часть, через которую пользователь может втягивать аэрозоль в рот.

Желательно, чтобы системы, генерирующие аэрозоль, были способны производить аэрозоль, который остается постоянным на протяжении ряда последовательных использований системы и остается постоянным для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Разброс качества и количества генерируемого аэрозоля могут ухудшать восприятие пользователя. В частности, желательно снизить вероятность возникновения ситуации «сухого нагрева», т. е. ситуации, в которой нагревательный элемент нагревается при недостаточном присутствии жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Эта ситуация также известна как «сухая затяжка» и может привести к перегреву и потенциально к термическому разложению жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вследствие чего могут образовываться нежелательные побочные продукты.

Для производства постоянного аэрозоля нагревательный элемент нуждается в постоянном смачивании жидким субстратом, образующим аэрозоль, при каждой затяжке пользователем из системы, генерирующей аэрозоль. Тем не менее, с традиционными нагревателями в сборе с фитилем и катушкой может быть трудно достичь постоянного смачивания вследствие разброса между разными фитилями. Смачивание нагревательного элемента также зависит от ориентации системы, генерирующей аэрозоль, и количества субстрата, образующего аэрозоль, остающегося в части для хранения жидкости.

Кроме того, способность качественно и постоянно изготавливать нагреватели в сборе важна для поддержания надежной работы разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Например, в нагревателях в сборе, имеющих нагревательную катушку, нагревательные катушки должны производиться с одинаковыми размерами для снижения разброса между изделиями. В известных системах производство нагревателя в сборе может потребовать большого количества производственных этапов, для некоторых из них может потребоваться их выполнение рабочим вручную. Ручная сборка увеличивает вероятность разброса между разными нагревателями в сборе, а также увеличивает стоимость и сложность производственного процесса.

Желательно обеспечить нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, который позволяет обеспечить более постоянное смачивание нагревательного элемента. Также желательно предуcмотреть нагревательный элемент, который может быть изготовлен более простым и единообразным образом.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать первую нить. Первая нить может быть выполнена с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать вторую нить. Вторая нить может быть выполнена с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать множество первых нитей. Множество первых нитей может быть выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Нагревательный элемент может содержать множество вторых нитей. Множество вторых нитей может быть выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит множество первых нитей и множество вторых нитей, при этом множество первых нитей выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и при этом множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.

Таким образом, нагревательный элемент представляет собой гибридный нагревательный элемент, содержащий два разных типа нити; причем множество первых нитей выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, а множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль. В качестве преимущества множество вторых нитей переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль, к первым нитям и по ним. Таким образом, вторые нити служат в качестве фитилей внутри основной части нагревательного элемента и помогают смачивать нагревательный элемент жидким субстратом, образующим аэрозоль, за счет увеличения области первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Вторые нити содействуют распределению субстрата, образующего аэрозоль, по нагревательному элементу для достижения лучшего смачивания первых нитей и увеличения области испарения. Нагревательный элемент согласно настоящему изобретению помогает обеспечить постоянную область нагревательного элемента, смачиваемую во время каждого использования системы, генерирующей аэрозоль, и, таким образом, помогает генерировать постоянное количество аэрозоля на протяжении ряда последовательных использований и для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Вторые нити также могут помочь улучшить включение нагревательного элемента в пористый материал или другую форму материала для переноса, используемого для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. В дополнение вторые нити помогают увеличить область контакта между нагревательным элементом и материалом для переноса.

Нагревательный элемент может представлять собой проницаемую для текучей среды нагревательную нить. Первые нити могут представлять собой нагревательные нити. Вторые нити могут представлять собой капиллярные нити.

Множество первых нитей может быть образовано из электропроводящего материала. Электропроводящий материал позволяет резистивно или индукционно нагревать нагревательный элемент.

Множество первых нитей может включать электрически резистивные нагревательные нити.

Множество первых нитей может быть образовано из металлического материала. Множество первых нитей может быть изготовлено из любого подходящего электропроводящего материала. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электропроводящую 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 множество первых нитей изготовлено из нержавеющей стали, более предпочтительно из нержавеющей стали марок 300-й серии, таких как AISI 304, 312, 316, 304L, 316L, или из нержавеющей стали марок 400-й серии, таких как AISI 410, 420 или 430.

Дополнительно множество первых нитей может содержать комбинации вышеописанных материалов. Комбинация материалов может использоваться для улучшения управления сопротивлением 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.

Множество первых нитей может включать проволоки. Множество первых нитей может включать электропроводящие нитки.

Множество вторых нитей может быть гидрофильным. Множество вторых нитей может быть изготовлено из гидрофильного материала. В качестве альтернативы множество вторых нитей может быть изготовлено из другого материала и покрыто гидрофильным материалом. Гидрофильный материал имеет сродство к воде и легче смачивается водными растворами по сравнению с негидрофильными материалами. Гидрофильная вторая нить помогает переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутри нагревательного элемента для смачивания нагревательного элемента.

Множество вторых нитей может быть образовано из металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из неметаллического материала. Множество вторых нитей может быть изготовлено из любого подходящего гидрофильного материала или покрыто любым подходящим гидрофильным материалом. Подходящие материалы включают, но без ограничения: полимеры, такие как полиэфиры; целлюлозные волокна, такие как хлопок, вискоза или другие регенерированные волокна, изготовленные из древесины и сельскохозяйственных продуктов; стекло; керамику и композиционные материалы, изготовленные из комбинации вышеперечисленных материалов. В одном примере вторые нити могут быть изготовлены из пластичного материала, такого как вискоза, в отличие от более хрупких материалов, таких как стекло, поскольку пластичные материалы являются более гибкими и подходят больше для технологий массового производства.

Множество вторых нитей может быть волокнистым. Каждая из вторых нитей может включать одно или более волокон. Каждая из вторых нитей может включать нитку. Множество вторых нитей может включать нитки из стекловолокна.

Множество вторых нитей может быть образовано из негидрофильного материала или даже из гидрофобного материала с поверхностью, обработанной для повышения гидрофильности материала. Может быть использована любая подходящая обработка поверхности, которая повышает поверхностную энергию материала, включая, без ограничения, плазменную обработку и пескоструйную обработку. В одном примере вторые нити могут быть изготовлены из полиэфирэфиркетона (PEEK), поверхность которого обработана так, чтобы сделать его гидрофильным и повысить его смачиваемость. Преимущество использования нитей PEEK заключается в том, что они могут быть использованы для включения нагревательного элемента в крепление нагревателя, которое также изготовлено из PEEK или другого подходящего полимера. При помещении нагревательного элемента на крепление нагревателя из PEEK и нагреве обоих из них по меньшей мере до температуры стеклования PEEK нити из PEEK нагревательного элемента свяжутся с креплением нагревателя из PEEK и будут удерживать нагревательный элемент на креплении нагревателя.

Множество первых нитей может включать нити для индукционного нагрева, так что множество первых нитей индукционно нагреваются, когда нагревательный элемент помещается в переменное магнитное поле. Множество первых нитей предпочтительно выровнено с направлением переменного магнитного поля или по существу параллельно этому направлению.

Множество первых нитей может быть образовано из токоприемного материала. В контексте данного документа термин «токоприемный материал» относится к материалу, который способен преобразовывать магнитную энергию в тепло. Когда токоприемник расположен в переменном магнитном поле, например, переменном магнитном поле, генерируемом индукционной катушкой, токоприемник нагревается. Нагрев токоприемника может быть результатом по меньшей мере одного из потерь на гистерезис и вихревых токов, индуцированных в токоприемном материале, в зависимости от электрических и магнитных свойств токоприемного материала.

Токоприемник может представлять собой или может содержать любой материал, который может быть индукционно нагрет до температуры, достаточной для высвобождения летучих соединений из субстрата, образующего аэрозоль. Предпочтительные токоприемные материалы могут быть нагреты до температуры свыше 100, 150, 200 или 250 градусов Цельсия. Предпочтительные токоприемные материалы могут быть электропроводящими материалами. Подходящие токоприемные материалы включают графит, молибден, карбид кремния, нержавеющую сталь, ниобий, алюминий, никель, никелевые соединения, титан и композиты из металлических материалов. Предпочтительные токоприемные материалы могут содержать металл или углерод. Некоторые предпочтительные токоприемные материалы могут быть ферромагнитными, например, ферритное железо, ферромагнитный сплав, такой как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитные частицы и феррит. Токоприемный материал может содержать по меньшей мере 5 процентов, по меньшей мере 20 процентов, по меньшей мере 50 процентов или по меньшей мере 90 процентов ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемные материалы могут содержать или быть выполнены из нержавеющей стали марок 400-й серии, например, AISI 410, 420 или 430. Разные материалы будут рассеивать разные количества энергии, когда они расположены внутри электромагнитных полей, имеющих подобные значения частоты и напряженности поля. Таким образом, параметры токоприемного материала, такие как тип материала и размер, могут быть изменены для обеспечения желаемого рассеивания мощности внутри известного электромагнитного поля.

В одном примере множество первых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из неметаллического гидрофильного материала. Нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала. В качестве преимущества за счет предусмотрения множества третьих нитей, образованных из немагнитного материала, создается участок нагревательного элемента, который не нагревается индукционно до значительной степени при помещении в переменное магнитное поле, поскольку немагнитный материал не генерирует значительного количества тепла по сравнению с магнитным материалом. Это происходит поскольку немагнитные материалы нагреваются за счет вихревых токов в материале, в частности, на участке материала вблизи его поверхности (так называемый «скин»-эффект), а магнитные материалы нагреваются за счет вихревых токов в «скин»-слое и за счет потерь на гистерезис в магнитном материале. Дополнительные потери на гистерезис в магнитных материалах помогают генерировать больше тепла. Например, когда нити из нержавеющей стали помещаются в переменное магнитное поле с частотой приблизительно 6,78 мегагерц и напряженностью поля приблизительно от 1 до 10 ампер на метр, магнитная нержавеющая сталь генерирует приблизительно в 10 раз больше тепла, чем немагнитная нержавеющая сталь. Множество третьих нитей может иметь структурную функцию. Например, множество третьих нитей может образовывать часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Такое расположение снижает количество тепла от нагревательного элемента, которое рассеивается в крепление нагревателя, а также снижает вероятность нанесения теплого повреждения креплению нагревателя. Частота и напряженность поля магнитного поля могут быть отрегулированы в зависимости от используемых материалов.

В другом примере множество первых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Множество вторых нитей может быть образовано из магнитного металлического материала. Нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала. Множество третьих нитей может проходить в том же направлении, что и множество вторых нитей. Множество третьих нитей может быть организовано в виде двух частей или групп на противоположных сторонах нагревательного элемента. Множество третьих нитей может образовывать часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Множество вторых нагревательных элементов может образовывать часть нагревательного элемента, которая расположена внутри или поперек отверстия или канала крепления нагревателя или держателя сетки. Множества вторых и третьих нитей могут быть выполнены с более близким расположением или более плотным уложением нитей, чем множество первых нитей. Каждая нить из множества вторых нитей может находиться в контакте с соседней нитью из множества вторых нитей в одной или более точках вдоль своей длины. Каждая нить из множества третьих нитей может находиться в контакте с соседней нитью из множества третьих нитей в одной или более точках вдоль своей длины.

Множество первых нитей может быть изготовлено из нержавеющей стали марок 400-й серии, таких как AISI 410, 420 или 430. Нержавеющая сталь марок 400-й серии обычно является магнитной. Множество третьих нитей может быть изготовлено из нержавеющей стали марок 300-й серии, таких как AISI 304, 312, 316, 304L, 316L. Нержавеющая сталь марок 300-й серии обычно является немагнитной.

Каждая из вторых нитей может проходить вдоль соответствующей одной из первых нитей, помогая переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по первой нити. Каждая из вторых нитей может проходить в промежутке между двумя соседними первыми нитями, помогая переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки между соседними первыми нитями и по первым нитям. Каждая из вторых нитей может по существу заполнять промежуток между двумя соседними первыми нитями. Вторая нить может переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, за счет капиллярного эффекта или капиллярности. Вторая нить может переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, за счет капиллярного эффекта или капиллярности внутри основной части самой нити, например, между волокнами второй нити. В качестве альтернативы или дополнительно промежуток между первой нитью и второй нитью может действовать как капиллярный канал, который переносит жидкий субстрат, образующий аэрозоль.

Множество первых нитей и множество вторых нитей могут проходить в одном направлении. Множество первых нитей и множество вторых нитей могут быть переплетены. Под термином «переплетены» подразумевается, что множество первых нитей и множество вторых нитей расположены в последовательности с чередованием первой и второй нити. Множество первых нитей и множество вторых нитей могут быть расположены параллельно друг другу. Такое расположение помогает переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки между первыми нитями и по первым нитям, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент. В результате область первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль, увеличивается, что способствует испарению жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Нагревательный элемент может содержать последовательность нитей или полотно из нитей. В одном примере множество первых нитей может быть расположено таким образом, что образует сетку. В контексте данного документа термин «сетка» относится к сетке из нитей, в которой имеется множество пор или ячеек. Сетка может содержать часть множества первых нитей, расположенную в первом направлении, и другую часть множества первых нитей, расположенную во втором направлении. Второе направление может быть поперечным первому направлению. Второе направление может быть по существу перпендикулярно первому направлению. Отдельные нити из множества вторых нитей могут быть расположены между по меньшей мере некоторыми из первых нитей. Отдельные нити из множества вторых нитей могут быть расположены по меньшей мере в одном из первого или второго направлений. При таком расположении вторые нити могут помогать переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в поры или ячейки в сетке из первых нитей и по первым нитям, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент.

Множество вторых нитей может быть расположено только в одном из первого и второго направлений. Множество вторых нитей может быть расположено как в первом, так и во втором направлениях. Множество вторых нитей может быть расположено между множеством первых нитей так, чтобы каждый промежуток между соседними нитями из множества первых нитей содержал вторую нить.

В другом примере нагревательный элемент может быть расположен таким образом, что образует сетку. Множество первых нитей может быть расположено в первом направлении. Множество вторых нитей может быть расположено во втором направлении. Второе направление может быть поперечно первому направлению. Второе направление может быть по существу перпендикулярно первому направлению. Такое расположение помогает переносить или втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в нагревательный элемент, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент.

Сетка может быть плетеной или неплетеной. Сетка может быть образована с использованием различных типов плетеных или решетчатых структур.

Нагревательный элемент может содержать переплетающуюся сетку. Переплетение множества первых нитей и множества вторых нитей помогает увеличить прочность сетки. Кроме того, переплетающаяся сетка приводит к тому, что по меньшей мере одно из множества первых нитей и множества вторых нитей имеет волнообразную конфигурацию, когда оно переплетается с другим множеством нитей. Такая волнообразная конфигурация может способствовать включению нагревательного элемента в материал для переноса, поскольку волнообразные части нитей могут быть встроены в материал для переноса.

Когда нагревательный элемент содержит переплетающуюся сетку, первое направление нитей может быть направлением долевой нити, а второе направление нитей может быть направлением поперечной нити.

В примере, в котором нити нагревательного элемента изготовлены из одного материала, нити, расположенные в направлении поперечной нити, могут иметь диаметр и толщину, равные диаметру и толщине нитей, расположенных в направлении долевой нити, или меньше. Такое расположение приводит к тому, что поперечные нити являются по меньшей мере такими же гибкими и деформируемыми, а предпочтительно более гибкими и деформируемыми, чем долевые нити. Это способствует тому, что поперечные нити заплетаются вокруг долевых нитей.

В другом примере, в котором нагревательный элемент содержит как металлические, так и неметаллические нити, металлические нити могут быть долевыми, а неметаллические нити могут быть поперечными. В этом случае неметаллические нити могут быть выбраны так, чтобы они были более гибкими и деформируемыми, чем металлические нити. Это способствует тому, что поперечные нити заплетаются вокруг долевых нитей.

Сетчатый нагревательный элемент может содержать множество первых нитей, образованных из магнитного металлического материала. Сетчатый нагревательный элемент может содержать множество вторых нитей, образованных из магнитного металлического материала. Сетчатый нагревательный элемент может дополнительно содержать множество третьих нитей, образованных из немагнитного металлического материала, так что множество третьих нитей не нагревается индукционно до значительной степени при помещении в переменное магнитное поле. Множество третьих нитей может быть вплетено в том же направлении, что и множество вторых нитей. Множество третьих нитей может образовывать по меньшей мере одну часть нагревательного элемента, которая соединена или находится в контакте с креплением нагревателя или держателем сетки. Такое расположение снижает теплопотери крепления нагревателя. Множество вторых нагревательных элементов может входить в состав части нагревательного элемента, которая расположена внутри или поперек отверстия или канала крепления нагревателя или держателя сетки. Множества вторых и третьих нитей могут быть выполнены с более близким расположением или более плотным уложением нитей, чем множество первых нитей. Каждая нить из множества вторых нитей может находиться в контакте или в соприкосновении с соседней нитью из множества вторых нитей в одной или более точках вдоль своей длины. Каждая нить из множества третьих нитей может находиться в контакте или в соприкосновении с соседней нитью из множества третьих нитей в одной или более точках вдоль своей длины. При расположении множеств вторых и третьих нитей в контакте друг с другом между нитями не будет видно промежутков, если смотреть под углом, перпендикулярным к плоскости сетки. Такой плотный рисунок сетки помогает переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по сетке.

Множество первых нитей может определять поры или ячейки между нитями, и поры могут иметь ширину от 10 микрометров до 300 микрометров, предпочтительно от 20 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 50 микрометров до 100 микрометров, более предпочтительно приблизительно 70 микрометров.

Множество первых нитей может 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.

Процентная доля открытой площади сетки, которая является отношением площади пор или ячеек к общей площади сетки, может составлять от 40 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 85 процентов до 80 процентов, более предпочтительно приблизительно 82 процента.

Каждая из первых нитей или проволок нагревательного элемента может иметь средний диаметр по меньшей мере 10, 16, 17, 25 или 30 микрон. Каждая из первых нитей или проволок может иметь средний диаметр менее 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 или 30 микрон. Каждая из первых нитей или проволок может иметь средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно от 15 до 30 микрон, например, приблизительно 25 микрон.

Множество вторых нитей может иметь деформированный или уплощенный профиль поперечного сечения. Каждая из вторых нитей может иметь ширину, которая приблизительно равна размеру ячейки сетки, так что вторая нить занимает практически все или по меньшей мере 80 процентов пространства между соседними первыми нитями. Каждая из вторых нитей может иметь толщину, которая приблизительно равна диаметру или толщине первых нитей.

Вторые нити или волокна могут иметь средний диаметр от 80% до 120% среднего диаметра первых нитей или проволок. Первые нити и вторые нити могут иметь по существу идентичные средние диаметры.

Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр по меньшей мере 10, 16, 17, 25 или 30 микрон. Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр менее 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 или 30 микрон. Каждая из вторых нитей или волокон может иметь средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно от 15 до 30 микрон, например, приблизительно 25 микрон.

Нагревательный элемент может быть по существу плоским. Нагревательный элемент может быть по существу планарным. В качестве преимущества плоский или планарный нагревательный элемент может быть легко обработан во время изготовления и может предусматривать прочную конструкцию нагревателя в сборе.

В контексте данного документа термин «плоский» используется для обозначения по существу двумерного топологического многообразия. Таким образом, плоский нагревательный элемент может проходить в двух измерениях вдоль поверхности существенно больше, чем в третьем измерении. Размеры плоского нагревательного элемента в двух измерениях в пределах поверхности могут быть по меньшей мере в 2, 5 или 10 раз больше, чем в третьем измерении, перпендикулярном этой поверхности. Примером по существу плоского нагревательного элемента является структура между двумя по существу параллельными поверхностями, при этом расстояние между этими двумя воображаемыми поверхностями по существу меньше, чем протяженность в пределах этих поверхностей. В некоторых примерах по существу плоский нагревательный элемент может входить в зацепление с поверхностью материала для переноса, таким как пористая керамическая основная часть.

В других примерах нагревательный элемент является изогнутым вдоль одного или более измерений, например, образуя куполообразную форму или мостообразную форму.

Площадь нагревательного элемента может быть небольшой, например, меньшей или равной 50 квадратным миллиметрам, предпочтительно меньшей или равной 25 квадратным миллиметрам, более предпочтительно приблизительно 15 квадратных миллиметров. Размер выбирается так, чтобы включить нагревательный элемент в удерживаемую рукой систему. Размер нагревательного элемента, меньший или равный 50 квадратным миллиметрам, снижает количество общей мощности, необходимой для нагрева нагревательного элемента, при этом обеспечивая достаточный контакт нагревательного элемента с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Нагревательный элемент может, например, иметь прямоугольную форму и длину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров, и ширину, составляющую от 2 миллиметров до 10 миллиметров. Предпочтительно нагревательный элемент имеет размеры приблизительно 5 миллиметров на 3 миллиметра.

Электрическое сопротивление нагревательного элемента может составлять от 0,3 Ом до 4 Ом. Предпочтительно электрическое сопротивление равно или выше 0,5 Ом. Более предпочтительно электрическое сопротивление нагревательного элемента составляет от 0,6 Ом до 0,8 Ом и наиболее предпочтительно приблизительно 0,68 Ом. Удельное электрическое сопротивление нагревательного элемента предпочтительно по меньшей мере на порядок, и более предпочтительно по меньшей мере на два порядка, больше, чем удельное электрическое сопротивление любых электропроводящих контактных участков. Это обеспечивает локализацию тепла, генерируемого в результате протекания тока через электрический нагреватель, на нагревательном элементе. 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.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль. Нагреватель в сборе может содержать нагревательный элемент в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Нагреватель в сборе может содержать материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит нагревательный элемент согласно любому из примеров, описанных выше, и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

Материал для переноса может содержать капиллярный материал. В контексте данного документа, «капиллярный материал» относится к материалу, который переносит жидкость от одного конца материала к другому за счет капиллярного эффекта. Капиллярный материал может иметь волокнистую или пористую структуру. Капиллярный материал предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, капиллярный материал может содержать множество волокон или ниток, или трубок с узкими каналами. Волокна или нити могут быть в целом выровнены для перемещения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в определенном направлении, например, в направлении нагревательного элемента. В качестве альтернативы капиллярный материал может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура капиллярного материала образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может переноситься за счет капиллярного эффекта. Капиллярный материал может проходить в поры или ячейки в нагревателе. Нагреватель может втягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, внутрь указанных пор или ячеек за счет капиллярного эффекта.

Материал для переноса может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примерами подходящих материалов являются губчатый или вспененный материал, материалы на основе керамики или графита в виде волокон или спеченных порошков, вспененный металлический или пластмассовый материал, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, териленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Материал для переноса может иметь любые подходящие капиллярность и пористость для его использования с жидкостями, имеющими разные физические свойства. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, имеет физические свойства, включающие, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, при помощи материала для переноса жидкости за счет капиллярного эффекта. Материал для переноса может содержать пористую керамическую основную часть.

Части некоторых из множества вторых нитей могут быть включены в материал для переноса. Некоторые из множества вторых нитей могут иметь части, которые проходят от плоскости или основной части нагревательного элемента, причем эти части могут быть включены в материал для переноса. Например, некоторые из множества вторых нитей могут иметь волнообразную форму или петли или свободные концы, которые могут быть включены или встроены в материал для переноса. Преимущество включения вторых нитей в материал для переноса заключается в том, что это помогает улучшить контакт между нагревательным элементом и материалом для переноса и перенос жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

Нагревательный элемент может быть неподвижно прикреплен к материалу для переноса. Нагревательный элемент может быть приварен или припаян к материалу для переноса. Нагревательный элемент может быть прикреплен к материалу для переноса посредством участков связывания, образованных между частями вторых нитей и материалом для переноса. Участки связывания могут быть образованы при помощи термического плавления. В качестве альтернативы материал для переноса может быть нанесен непосредственно на нагревательный элемент с помощью определенного вида процесса осаждения, химического, парофазного или электрического.

Нагреватель в сборе может дополнительно содержать по меньшей мере два электрических контакта для подачи электропитания на нагревательный элемент. Каждый электрический контакт может быть соединен по меньшей мере с одной из множества первых нитей. Каждый электрический контакт может быть соединен со множеством первых нитей. Каждый электрический контакт может быть соединен по существу со всеми первыми нитями. Электрические контакты могут быть соединены непосредственно с одной или более из первых нитей. Электрические контакты могут быть соединены с одной или более из первых нитей посредством пайки.

Если нагреватель в сборе имеет нагревательный элемент, в котором электрические контакты непосредственно соединены с одной или более из первых нитей, множество первых нитей может быть расположено в направлении поперечной нити. Как обсуждалось выше, множество первых нитей представляет собой нагревательные нити и нити, через которые пропускается электрический ток. При расположении множества первых нитей в качестве поперечных нитей волнообразный характер поперечных нитей вокруг долевых нитей помогает ввести первые нити в прямое соединение с электрическими контактами. Это помогает улучшить электрическое соединение между нагревательным элементом и электрическими контактами и уменьшает тепловые потери, которые могут быть вызваны непрямым соединением.

Каждый электрический контакт может быть соединен по меньшей мере с одной из множества третьих нитей. Электрические контакты могут быть соединены с участком нагревательного элемента, который не нагревается в заметной степени во время использования. Это снижает температурное напряжение на электрических контактах.

Электрические контакты могут быть расположены на противоположных концах или сторонах нагревательного элемента. Электрические контакты могут содержать две электропроводящие контактные площадки. Электропроводящие контактные площадки могут быть расположены в области кромки нагревательного элемента. Предпочтительно по меньшей мере две электропроводящие контактные площадки могут быть расположены по краям 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.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль. Картридж может содержать нагреватель в сборе в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Картридж может содержать часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе согласно любому из примеров, описанных выше, и часть для хранения жидкости, предназначенную для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

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.

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. Наличие первой части для хранения отделения для хранения жидкости над второй частью для хранения отделения для хранения жидкости обеспечивает доставку жидкости от первой части для хранения отделения для хранения жидкости ко второй части для хранения отделения для хранения жидкости и, таким образом, к нагревателю в сборе во время использования под действием силы тяжести.

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.

Картридж может образовывать закрытый путь или проход для потока воздуха от впускного отверстия для воздуха, проходящий 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.

Картридж может содержать удерживающий материал 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.

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.

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.

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.

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%.

Картридж может содержать корпус. Корпус может быть выполнен из полученного формованием пластмассового материала, такого как полипропилен (PP) 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.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать картридж в соответствии с любым из примеров, описанных выше. Система, генерирующая аэрозоль, может содержать устройство, генерирующее аэрозоль. Картридж может быть выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрена система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно любому из примеров, описанных выше; и устройство, генерирующее аэрозоль, при этом картридж выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать схему управления, выполненную с возможностью управления подачей электропитания на нагреватель в сборе.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью индукционного нагрева нагревательного элемента. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать индуктор для индукционного нагрева нагревательного элемента. Индуктор может представлять собой индукционную катушку.

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 (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 блок питания может иметь емкость, достаточную для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревателя в сборе.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус. 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 (PEEK) и полиэтилен. Материал предпочтительно является легким и нехрупким.

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.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль. Способ может включать предусмотрение множества первых нитей. Множество первых нитей может быть выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Способ может включать предусмотрение множества вторых нитей. Множество вторых нитей может быть выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.

Согласно одному примеру настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предусмотрение множества первых нитей, выполненных с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и предусмотрение множества вторых нитей, выполненных с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.

В качестве преимущества множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к первым нитям и по ним. Таким образом, вторые нити служат в качестве фитилей, но внутри основной части нагревательного элемента, и помогают смачивать нагревательный элемент жидким субстратом, образующим аэрозоль, за счет увеличения области первых нитей, которая находится в контакте с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Вторые нити содействуют распределению субстрата, образующего аэрозоль, по нагревательному элементу для достижения лучшего смачивания первых нитей и увеличения области испарения. Нагревательный элемент согласно настоящему изобретению помогает обеспечить постоянную область нагревательного элемента, смачиваемую во время каждого использования системы, генерирующей аэрозоль, и, таким образом, помогает генерировать постоянное количество аэрозоля на протяжении ряда последовательных использований и для разных систем, генерирующих аэрозоль, одного типа. Вторые нити также могут помочь улучшить включение нагревательного элемента в пористый материал или другую форму материала для переноса, используемого для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу. В дополнение вторые нити помогают увеличить область контакта между нагревательным элементом и материалом для переноса.

В качестве преимущества, в результате включения множества вторых нитей в нагревательный элемент постоянство доставки аэрозоля может быть улучшено, а разброс между изделиями уменьшен. Нагревательный элемент также может быть изготовлен простым и единообразным образом с использованием технологий массового производства.

В одном примере нагревательный элемент может содержать сетку. Способ может включать поочередное расположение первой нити и второй нити в первом направлении и расположение первой нити во втором направлении. В качестве альтернативы способ может включать поочередное расположение первой нити и второй нити во втором направлении.

В другом примере нагревательный элемент может содержать сетку. Способ может включать расположение множества первых нитей в первом направлении и расположение множества вторых нитей во втором направлении.

Признаки, описанные в отношении одного из приведенных выше примеров, могут быть в равной степени применены и к другим примерам согласно настоящему изобретению.

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.

Пример Ex1: Нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит: первую нить, выполненную с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и вторую нить, выполненную с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль.

Пример Ex2: Нагревательный элемент согласно примеру Ex1, при этом нагревательный элемент содержит множество первых нитей и множество вторых нитей.

Пример Ex3: Нагревательный элемент согласно примеру Ex1 или Ex 2, при этом первая нить (первые нити) образована/образованы из электропроводящего материала.

Пример Ex4: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex1-Ex 3, при этом первая нить (первые нити) образована/образованы из металлического материала.

Пример Ex5: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом вторая нить (вторые нити) является/являются гидрофильной (гидрофильными).

Пример Ex6: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом вторая нить (вторые нити) образована/образованы из неметаллического материала.

Пример Ex7: Нагревательный элемент согласно примеру Ex2, при этом множество первых нитей образовано из магнитного металлического материала, и множество вторых нитей образовано из неметаллического гидрофильного материала, и при этом нагревательный элемент дополнительно содержит множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала.

Пример Ex8: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом множество первых нитей и множество вторых нитей проходят в одном направлении и переплетены.

Пример Ex9: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом множество первых нитей расположено таким образом, что образует сетку, в которой часть множества первых нитей расположена в первом направлении, а другая часть множества первых нитей расположена во втором направлении, поперечном первому направлению, и при этом отдельные нити из множества вторых нитей расположены между по меньшей мере некоторыми из первых нитей в по меньшей мере одном из первого или второго направлений.

Пример Ex10: Нагревательный элемент согласно примеру Ex9, при этом множество вторых нитей может быть расположено как в первом, так и во втором направлениях.

Пример Ex11: Нагревательный элемент согласно примеру Ex9 или Ex10, при этом множество вторых нитей может быть расположено между множеством первых нитей так, что каждый промежуток между соседними нитями из множества первых нитей содержит вторую нить.

Пример Ex12: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex2-Ex7, при этом нагревательный элемент расположен таким образом, что образует сетку, при этом множество первых нитей расположено в первом направлении, а множество вторых нитей расположено во втором направлении, при этом второе направление поперечно первому направлению.

Пример Ex13: Нагревательный элемент согласно любому из примеров Ex9-Ex12, при этом нагревательный элемент содержит переплетающуюся сетку.

Пример Ex14: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом каждая из первых нитей имеет средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно приблизительно 25 микрон.

Пример Ex15: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом каждая из вторых нитей имеет средний диаметр от 10 до 80 микрон, предпочтительно от 10 до 50 микрон и более предпочтительно приблизительно 25 микрон.

Пример Ex16: Нагревательный элемент согласно любому предыдущему примеру, при этом нагревательный элемент является по существу плоским.

Пример Ex17: Нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит нагревательный элемент согласно любому из предыдущих примеров и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

Пример Ex18: Нагреватель в сборе согласно примеру Ex17, при этом части некоторых из множества вторых нитей включены в материал для переноса.

Пример Ex19: Нагреватель в сборе согласно примеру Ex17 или Ex18, причем он дополнительно содержит по меньшей мере два электрических контакта для подачи электропитания на нагревательный элемент, при этом каждый из электрических контактов соединен по меньшей мере с одной из множества первых нитей.

Пример Ex20: Картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе согласно любому из примеров Ex17-Ex19 и часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

Пример Ex21: Система, генерирующая аэрозоль, содержащая: картридж согласно примеру Ex20; и устройство, генерирующее аэрозоль, при этом картридж выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.

Пример Ex22: Способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает: предусмотрение множества первых нитей, выполненных с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль; и предусмотрение множества вторых нитей, выполненных с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента.

Пример Ex23: Способ согласно примеру Ex22, при этом нагревательный элемент содержит сетку, а способ дополнительно включает поочередное расположение первой нити и второй нити в первом направлении и расположение первой нити во втором направлении.

Пример Ex24: Способ согласно примеру Ex22 или Ex23, при этом способ дополнительно включает поочередное расположение первой нити и второй нити во втором направлении.

Пример Ex25: Способ согласно примеру Ex22, при этом нагревательный элемент содержит сетку, а способ включает расположение множества первых нитей в первом направлении и расположение множества вторых нитей во втором направлении.

Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры, на которых:

на фиг. 1 представлен схематический вид сверху нагревательного элемента согласно одному примеру настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлен схематический вид сверху нагревательного элемента согласно другому примеру настоящего изобретения.

На фиг. 3A представлено схематическое изображение одного расположения нитей нагревательного элемента по фиг. 2.

На фиг. 3B представлено схематическое изображение другого расположения нитей нагревательного элемента по фиг. 2.

На фиг. 4 представлен вид в перспективе нагревателя в сборе согласно одному примеру настоящего изобретения.

На фиг. 5 представлен вид сверху нагревателя в сборе согласно другому примеру настоящего изобретения.

На фиг. 6A представлен увеличенный вид в поперечном сечении через часть нагревателя в сборе согласно одному примеру настоящего изобретения.

На фиг. 6B представлен увеличенный вид в поперечном сечении через часть нагревателя в сборе согласно другому примеру настоящего изобретения.

На фиг. 7 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль, содержащей картридж и устройство, генерирующее аэрозоль, согласно одному примеру настоящего изобретения.

На фиг. 8A представлено схематическое изображение аппарата, используемого для измерения капиллярных свойств нагревательного элемента.

На фиг. 8B представлен график, отображающий поглощение жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в зависимости от времени для трех разных образцов нагревательного элемента.

Со ссылкой на фиг. 1 показан схематический вид сверху нагревательного элемента 1. Нагревательный элемент 1 представляет собой гибридный нагревательный элемент, содержащий множество первых нитей 2, которые выполнены с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, (не показан) и множество вторых нитей 4, которые выполнены с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента 1 жидким субстратом, образующим аэрозоль. Множество первых нитей 2 и множество вторых нитей 4 проходят в одном направлении и переплетены. Другими словами, каждая из вторых нитей 4 расположена между соседними нитями из множества первых нитей 2. Множество первых нитей 2 и множество вторых нитей 4 удерживаются на месте посредством прикрепления их к нижележащему субстрату или материалу для переноса (не показаны).

Множество первых нитей 2 является электропроводящим и изготовлено из проволоки из нержавеющей стали. Множество вторых нитей 4 изготовлено из ниток из стекловолокна, которые являются гидрофильными. Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, переносится или протягивается по длине множества вторых нитей 4 за счет капиллярного эффекта между волокнами ниток из стекловолокна. Это, в свою очередь, помогает протягивать или переносить жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по множеству первых нитей 2. В дополнение промежутки 6 между первыми 2 и вторыми 4 нитями служат в качестве капиллярных каналов, которые помогают переносить и протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, по множеству первых нитей 2. Таким образом, множество вторых нитей 4 помогает постоянно смачивать нагревательный элемент 1 посредством распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, внутри нагревательного элемента 1 или по нему.

При использовании множество первых нитей 2 нагревательного элемента 1 может быть индукционно или резистивно нагрето. Тепло, генерируемое множеством первых нитей 2, испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, который высвобождается из нагревательного элемента 1 в промежутках 6 между первыми 2 и вторыми 4 нитями. Нитки из стекловолокна множества вторых нитей 4 способны выдерживать температуры множества первых нитей 2 во время нагревания.

На фиг. 2 показан схематический вид сверху другого примера нагревательного элемента 10. Нагревательный элемент 10 содержит переплетающуюся сетку 12, содержащую множество первых нитей и множество вторых нитей, имеющую поры или ячейки 14. На фиг. 3A и 3B показаны разные расположения множеств первых и вторых нитей нагревательного элемента 10. На каждой из фиг. 3A и 3B показана только часть нагревательного элемента 10, которая была увеличена для наглядности. Аналогично нагревательному элементу 1 по фиг. 1 множество первых нитей изготовлено из электропроводящей проволоки из нержавеющей стали и выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль (не показан). Множество вторых нитей 14b изготовлено из гидрофильных ниток из стекловолокна и выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента 1 жидким субстратом, образующим аэрозоль.

При расположении по фиг. 3A множество первых нитей 16a, 16b, т. е. нагревательных нитей, расположено в сетчатой конфигурации. Половина множества первых нитей 16a расположена в первом направлении переплетающейся сетки, а другая половина множества первых нитей 16b расположена во втором направлении переплетающейся сетки, которое по существу перпендикулярно первому направлению. Ячейки 14 расположены между множеством первых нитей 16a, 16b и ограничены ими.

При расположении по фиг. 3A множество вторых нитей 18a, 18b, т. е. капиллярных нитей, расположено между множеством первых нитей 16a, 16b как в первом, так и во втором направлениях, так что каждый промежуток между соседними нитями множества первых нитей 16a, 16b содержит вторую нить 18a, 18b. Другими словами, переплетающийся сетчатый нагревательный элемент по фиг. 3A содержит чередующиеся первые 16a и вторые 18a нити в первом направлении и чередующиеся первые 16b и вторые 18b нити во втором направлении. Первое и второе направления по существу перпендикулярны друг к другу. Множество вторых нитей 18a, 18b пересекается в ячейках 14 между множеством первых нитей 16a, 16b и занимает по меньшей мере часть области каждой из ячеек 14. При таком расположении множество вторых нитей 18a, 18b помогает переносить или протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в поры или ячейки 14 между множеством первых нитей 16a, 16b и по множеству первых нитей 16a, 16b, что, в свою очередь, помогает смачивать нагревательный элемент 10.

При расположении по фиг. 3B нагревательный элемент 10 выполнен в сетчатой конфигурации. Множество первых нитей 16, т. е. нагревательных нитей, расположено в первом направлении, а множество вторых нитей 18, т. е. капиллярных нитей, расположено во втором направлении. Второе направление по существу перпендикулярно первому направлению. При таком расположении множество вторых нитей 18 помогает переносить или протягивать жидкий субстрат, образующий аэрозоль, в промежутки 14 между множеством первых нитей 16, что помогает смачивать нагревательный элемент 10.

Следует отметить, что фиг. 1, 2, 3A и 3B являются схематическими и представлены без соблюдения масштаба. Для наглядности фигуры были упрощены, а размер их элементов изменен. Например, нити были увеличены, а их соотношение сторон изменено. В дополнение показано меньше нитей, чем присутствовало бы в реальном нагревательном элементе.

На фиг. 4 представлен вид в перспективе нагревателя в сборе 100, содержащего сетчатый нагревательный элемент 10 по фиг. 2 и материал 102 для переноса. Сетчатый нагревательный элемент 10 может иметь расположение нитей или по фиг. 3A, или по фиг. 3B, как описано выше. Материал для переноса изготовлен из пористой керамики. Для материала для переноса может быть использована любая подходящая керамика. Нагревательный элемент 10 неподвижно прикреплен к верхней поверхности материала 102 для переноса. Для прикрепления нагревательного элемента 10 к материалу для переноса может быть использован любой подходящий способ фиксации.

Материал 102 для переноса выполнен с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, (не показан) к сетчатому нагревательному элементу 10. Как описано выше в отношении фиг. 2, множество пор или ячеек определяется между нитями сетчатого нагревательного элемента 10. Во время нагрева испаряемый субстрат, образующий аэрозоль, может высвобождаться из нагревателя в сборе 100 через ячейки для генерирования аэрозоля.

Нагреватель в сборе 100 дополнительно содержит пару электрических контактов 104 для подачи электропитания на сетчатый нагревательный элемент 10. Электрические контакты 104 содержат пару оловянных площадок, которые присоединены непосредственно к сетчатому нагревательному элементу 10 и расположены на противоположных сторонах сетки. Хотя электрические контакты покрывают часть сетчатого нагревательного элемента 10, достаточная часть сетчатого нагревательного элемента 10 остается открытой, что не оказывает влияния на генерирование аэрозоля.

На фиг. 5 представлен вид сверху другого примера нагревателя в сборе 200, содержащего крепление 202 нагревателя и переплетающийся сетчатый нагревательный элемент 204. Прямоугольное отверстие 206 образовано в верхнем конце 202a крепления 202 нагревателя и проходит через верхний конец 202a крепления 202 нагревателя во внутреннее отделение (не показано), которое содержит жидкий субстрат, образующий аэрозоль (не показан). Жидкий субстрат, образующий аэрозоль, может проходить через прямоугольное отверстие 206 к сетчатому нагревательному элементу 204. Материал для переноса (не показан) может быть расположен в прямоугольном отверстии 206 в контакте с сетчатым нагревательным элементом 204 для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к сетчатому нагревательному элементу 204. Сетчатый нагревательный элемент 204 проходит через прямоугольное отверстие 206 и неподвижно прикрепляется к верхней поверхности 202a крепления 202 нагревателя на противоположных сторонах крепления 202 нагревателя. Для прикрепления нагревательного элемента 204 к креплению 202 нагревателя может быть использован любой подходящий способ фиксации. Крепление 202 нагревателя изготовлено из PEEK.

Крепление 202 нагревателя выполнено с возможностью вмещения индукционной катушкой (не показана) устройства, генерирующего аэрозоль, (не показано) так что сетчатый нагревательный элемент 204 может быть индукционно нагрет. Сетчатый нагревательный элемент 204 содержит множество первых нитей 204a, которые изготовлены из проволоки из магнитной нержавеющей стали, такой как AISI 430. Множество первых нитей 204a выполнено с возможностью их индукционного нагрева для нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль. Множество первых нитей 204a расположено в первом направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204, первое направление которого выровнено с направлением применяемого переменного магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой. Сетчатый нагревательный элемент 204 также содержит множество вторых нитей 204b, которые изготовлены из ниток из стекловолокна. Множество вторых нитей 204b выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части сетчатого нагревательного элемента 204 жидким субстратом, образующим аэрозоль. Множество вторых нитей 204b расположено во втором направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204. Второе направление по существу перпендикулярно первому направлению. Сетчатый нагревательный элемент 204 дополнительно содержит два множества третьих нитей 204c, которые изготовлены из проволоки из немагнитной нержавеющей стали, такой как AISI 304. Множества третьих нитей 204c выполнены так, чтобы не подвергаться индукционному нагреву. Множества третьих нитей 204c также расположены в первом направлении переплетающегося сетчатого нагревательного элемента 204 и размещены с обеих сторон участка сетчатого нагревательного элемента 204, образованного множеством первых нитей 204a.

Сетчатый нагревательный элемент 204 неподвижно прикреплен к креплению нагревателя в участках сетчатого нагревательного элемента 204, образованных множествами третьих нитей 204c. Множества третьих нитей 204c, изготовленных из проволоки из немагнитной нержавеющей стали, не нагреваются индукционной катушкой устройства, генерирующего аэрозоль, и, таким образом, предотвращается значительный нагрев участков сетчатого нагревательного элемента 204, образованных множествами третьих нитей 204c. Это помогает уменьшить нагрев и температурное напряжение в областях, где сетчатый нагревательный элемент 204 неподвижно прикреплен к креплению 202 нагревателя, что, в свою очередь, помогает уменьшить повреждение крепления 202 нагревателя, вызываемое нагревом сетчатого нагревательного элемента 204.

На фиг. 6A показан увеличенный вид в поперечном сечении через часть примера нагревателя в сборе 300a, содержащего сетчатый нагревательный элемент 10 по фиг. 2 и материал 302 для переноса. Сетчатый нагревательный элемент 10 имеет расположение нитей по фиг. 3B, как описано выше. Другими словами, сетчатый нагревательный элемент 10 содержит множество первых, или нагревательных, нитей 16, расположенных в первом (долевом) направлении и множество вторых, или капиллярных, нитей 18, расположенных во втором (поперечном) направлении, которое по существу перпендикулярно первому направлению. Тем не менее, может быть использовано расположение нитей по фиг. 3B или любое другое подходящее расположение нитей. Материал для переноса изготовлен из пористой керамики. Для материала для переноса может быть использована любая подходящая керамика. Нагревательный элемент 10 неподвижно прикреплен к верхней поверхности 302a материала 302 для переноса. Для прикрепления нагревательного элемента 10 к материалу 302 для переноса может быть использован любой подходящий способ фиксации.

Множество вторых нитей 18 переносит или капиллярно передает жидкий субстрат, образующий аэрозоль, из материала 302 для переноса в промежутки 14 между множеством первых нитей 16 сетчатого нагревательного элемента 10, как обозначено стрелками A на фиг. 6A. Это способствует смачиванию сетчатого нагревательного элемента 10 и улучшает контакт между множеством первых нитей 16 и материалом 302 для переноса, что улучшает перенос жидкого субстрата, образующего аэрозоль, из материала 302 для переноса к множеству первых нитей 16. Множество первых нитей 16 нагревает и испаряет жидкий субстрат, образующий аэрозоль, и испаряемый субстрат, образующий аэрозоль, выходит из нагревателя в сборе 300a через промежутки 14 в сетчатом нагревательном элементе 10. Сетчатый нагревательный элемент 10 постоянно смачивается между применениями, что способствует производству улучшенного и более постоянного аэрозоля.

На фиг. 6B показан увеличенный вид в поперечном сечении через часть другого примера нагревателя в сборе 300b. Расположение по фиг. 6B аналогично расположению по фиг. 6A с тем исключением, что сетчатый нагревательный элемент 10 включен или встроен в керамический материал 302 для переноса, так что верхняя поверхность 302a материала 302 для переноса теперь контактирует с множеством первых нитей 16, т. е. нагревательных нитей. Части множества вторых нитей 18, т. е. капиллярных нитей, которые находятся ниже множества первых нитей 16, встроены внутрь керамики. Волнообразная форма множества вторых нитей 18 помогает осуществить включение сетчатого нагревательного элемента 10 в материал для переноса, поскольку она предусматривает части, которые могут быть встроены в керамику. Части множества вторых нитей 18 ниже множества первых нитей 16 могут быть встроены в поры пористого керамического материала для переноса, или материал для переноса может быть выполнен с выемками или углублениями для вмещения частей множества вторых нитей 16. В качестве альтернативы материал для переноса может быть нанесен непосредственно на нижнюю сторону сетчатого нагревательного элемента 10 в ходе некоторого вида процесса физического осаждения, парофазного осаждения или электроосаждения.

На фиг. 7 представлено схематическое изображение примера системы, генерирующей аэрозоль. Система, генерирующая аэрозоль, содержит два основных компонента, картридж 400 и основную часть или устройство 500, генерирующее аэрозоль. Соединительный конец 415 картриджа 400 разъемно соединен с соответствующим соединительным концом 505 устройства 500, генерирующего аэрозоль. Как соединительный конец 415 картриджа 400, так и соединительный конец 505 устройства 500, генерирующего аэрозоль, имеют электрические контакты или соединения (не показаны), которые выполнены с возможностью взаимодействия для обеспечения электрического соединения между картриджем 400 и устройством 500, генерирующим аэрозоль. Устройство 500, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания в виде батареи 510, которая в данном примере представляет собой перезаряжаемую литий-ионную батарею, и схему 520 управления. Система, генерирующая аэрозоль, является портативной и имеет размер, сопоставимый с размером традиционной сигары или сигареты. Мундштук 425 расположен на конце картриджа 400, противоположном соединительному концу 415.

Картридж 400 содержит корпус 405, содержащий нагреватель в сборе 100 по фиг. 4 и отделение или часть для хранения жидкости, имеющее первую часть 430 для хранения и вторую часть 435 для хранения. В отделении для хранения жидкости удерживается жидкий субстрат, образующий аэрозоль. Хотя на фиг. 7 это не показано, первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости соединена со второй частью 435 для хранения отделения для хранения жидкости, так что обеспечена возможность прохождения жидкости, находящейся в первой части 430 для хранения, во вторую часть 435 для хранения. Нагреватель в сборе 100 вмещает жидкость из второй части 435 для хранения отделения для хранения жидкости. По меньшей мере часть керамического материала для переноса нагревателя в сборе 100 проходит во вторую часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости для контакта с жидким субстратом, образующим аэрозоль, находящимся в нем.

Проход 440, 445 для потока воздуха проходит через картридж 400 от впускного отверстия 450 для воздуха, образованного на боковой стороне корпуса 405, мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 100 и от нагревателя в сборе 100 до мундштучного отверстия 410, образованного в корпусе 405 на конце картриджа 400, противоположном соединительному концу 415.

Компоненты картриджа 400 расположены таким образом, что первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости находится между нагревателем в сборе 100 и мундштучным отверстием 410, а вторая часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости находится с противоположной стороны нагревателя в сборе 100 относительно мундштучного отверстия 410. Другими словами, нагреватель в сборе 100 лежит между двумя частями 430, 435 отделения для хранения жидкости и вмещает жидкость из второй части 435 для хранения. Первая часть 430 для хранения отделения для хранения жидкости находится ближе к мундштучному отверстию 410, чем вторая часть 435 для хранения отделения для хранения жидкости. Проход 440, 445 для потока воздуха проходит мимо сетчатого нагревательного элемента нагревателя в сборе 100 и между первой 430 и второй 435 частями отделения для хранения жидкости.

Система, генерирующая аэрозоль, выполнена таким образом, что пользователь имеет возможность осуществления затяжки или втягивания через мундштук 425 картриджа для втягивания аэрозоля в свой рот через мундштучное отверстие 410. При эксплуатации, когда пользователь осуществляет затяжку через мундштук 425, воздух втягивается через проход 440, 445 для потока воздуха из впускного отверстия 450 для воздуха мимо нагревателя в сборе 100 к мундштучному отверстию 410. Схема 520 управления управляет подачей электропитания от батареи 510 на картридж 400 при активации системы. Это, в свою очередь, регулирует количество и свойства пара, производимого нагревателем в сборе 100. Схема 520 управления может содержать датчик потока воздуха (не показан), и эта схема 520 управления может подавать электропитание на нагреватель в сборе 100, 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 410 картриджа 400 происходит активация нагревателя в сборе 100, и он генерирует пар, захватываемый потоком воздуха, проходящим через проход 440 для потока воздуха. Пар охлаждается в потоке воздуха в проходе 445 с образованием аэрозоля, который затем втягивается в рот пользователя через мундштучное отверстие 410.

При эксплуатации мундштучное отверстие 410 обычно является самой высокой точкой системы. Конструкция картриджа 400, и, в частности, расположение нагревателя в сборе 100 между первой и второй частями 430, 435 для хранения отделения для хранения жидкости, обеспечивает преимущество, поскольку используется сила тяжести для обеспечения доставки жидкого субстрата в нагреватель в сборе 100 даже тогда, когда отделение для хранения жидкости опустошается, но при этом предотвращается избыточная подача жидкости в нагреватель в сборе 100, что могло бы привести к утечке жидкости внутрь прохода 440 для потока воздуха.

На фиг. 8A показано схематическое изображение аппарата 600, используемого для измерения капиллярных свойств сетчатого нагревательного элемента 602. Подготовлен прямоугольный образец сетчатого нагревательного элемента 602 размером 10 мм на 5 мм. Образец сетчатого нагревательного элемента 602 вертикально подвешивается за один из его узких краев к весам 604, которые способны точно измерить вес объектов, весящих до 0,0001 грамма. Весы могут быть подключены к компьютеру (не показан), который в течение некоторого времени записывает результаты измерения веса. Контейнер 606, содержащий некоторое количество жидкого субстрата 608, образующего аэрозоль, находится под образцом сетчатого нагревательного элемента 602. Сетчатый нагревательный элемент 602 опускают до тех пор, пока нижний горизонтальный узкий край 602a образца сетчатого нагревательного элемента 602 не войдет в контакт с жидким субстратом 608, образующим аэрозоль, в контейнере 606. Затем записывают количество жидкости, поглощенной сетчатым нагревательным элементом 602, в зависимости от времени, прошедшего с момента начала переноса капиллярным путем, т. е. с момента, когда образец сетчатого нагревательного элемента 602 входит в контакт с жидким субстратом, образующим аэрозоль. Поглощение жидкости образцом сетчатого нагревательного элемента 602 происходит за счет вертикального смачивания нагревательного элемента 602 жидким субстратом, образующим аэрозоль.

На фиг. 8B показан график зависимости поглощения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, в граммах от прошедшего времени в миллисекундах для трех разных образцов сетчатого нагревательного элемента. Образцы имеют материалы и размеры, представленные в таблице 1 ниже.

Образец Материалы и размеры Образец 1 Проволока из нержавеющей стали марки AISI 430, диаметр проволоки 63 микрон, размер ячейки сетки 80 микрон Образец 2 Проволока из нержавеющей стали марки AISI 312, диаметр проволоки 25 микрон, размер ячейки сетки 100 микрон Образец 3 Проволока из нержавеющей стали марки AISI 312, диаметр проволоки 25 микрон, размер ячейки сетки 100 микрон, нитки из стекловолокна, добавленные в одном направлении сетки (на фиг. 8A они находятся в вертикальном направлении), ширина нитки приблизительно равна размеру ячейки, т. е. приблизительно 100 микрон, толщина нитки приблизительно равна диаметру проволоки, т. е. приблизительно 25 микрон

Таблица 1

Как видно из таблицы 1, образцы 1 и 2 изготовлены из одного материала. Вместе с тем, образец 3 представляет собой гибридную сетку и содержит как проволоку из нержавеющей стали в качестве первых нитей, так и нитки из стекловолокна в качестве вторых нитей.

График на фиг. 8B показывает относительную эффективность образцов 1-3. Как видно из графика, гибридная сетка согласно образцу 3 показывает значительно более высокую эффективность по сравнению с образцами 1 и 2 с точки зрения скорости поглощения жидкости и количества поглощенной жидкости. Образец 3 имеет более высокую скорость поглощения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, по сравнению с образцами 1 и 2. Это означает, что сетчатый нагревательный элемент образца 3 будет производить повторное смачивание после предыдущей затяжки быстрее, чем два других образца. В дополнение через 500 миллисекунд количество жидкости, поглощенной гибридной сеткой согласно образцу 3, приблизительно в два раза больше, чем у образца 2, ближайшего конкурента, что свидетельствует о том, что свойства капиллярности и смачивания в образце 3 лучше и что достигнуты быстрый капиллярный перенос и смачивание. Таким образом, из фиг. 8B можно заключить, что предусмотрение гибридной сетки улучшает свойства капиллярности и смачивания. Это помогает достичь генерирования более постоянного аэрозоля между последовательными затяжками и между устройствами, генерирующими аэрозоль, одного типа.

Изобретение относится к нагревательному элементу для системы, генерирующей аэрозоль. Технический результат заключается в обеспечении улучшенного смачивания нагревательного элемента жидким субстратом. Технический результат достигается тем, что нагревательный элемент (10) для системы, генерирующей аэрозоль, содержит множество первых нитей (16) и множество вторых нитей (18). Множество первых нитей (16) выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль, а множество вторых нитей (18) выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента (10) жидким субстратом. Причем множество первых нитей (16) расположено в первом направлении, а множество вторых нитей (18) расположено во втором направлении, и при этом второе направление поперечно первому направлению. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

1. Нагревательный элемент для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагревательный элемент содержит множество первых нитей и множество вторых нитей, при этом множество первых нитей выполнено с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль;

при этом множество вторых нитей выполнено с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, для смачивания по меньшей мере части нагревательного элемента жидким субстратом, образующим аэрозоль; и

при этом нагревательный элемент расположен таким образом, что образует сетку, при этом множество первых нитей расположено в первом направлении, а множество вторых нитей расположено во втором направлении, и при этом второе направление поперечно первому направлению.

2. Нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что множество первых нитей образовано из электропроводящего материала.

3. Нагревательный элемент по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что множество вторых нитей является гидрофильным.

4. Нагревательный элемент по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что множество вторых нитей образовано из неметаллического материала.

5. Нагревательный элемент по п. 1, отличающийся тем, что множество первых нитей образовано из магнитного металлического материала, и множество вторых нитей образовано из неметаллического гидрофильного материала, и при этом нагревательный элемент дополнительно содержит множество третьих нитей, которые образованы из немагнитного металлического материала.

6. Нагревательный элемент по любому предыдущему пункту, отличающийся тем, что нагревательный элемент содержит переплетающуюся сетку.

7. Нагреватель в сборе для системы, генерирующей аэрозоль, причем нагреватель в сборе содержит нагревательный элемент по любому из предыдущих пунктов и материал для переноса, предназначенный для переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, к нагревательному элементу.

8. Нагреватель в сборе по п. 7, отличающийся тем, что части некоторых из множества вторых нитей включены в материал для переноса.

9. Нагреватель в сборе по п. 7 или 8, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере два электрических контакта для подачи электропитания на нагревательный элемент, при этом каждый из электрических контактов соединен по меньшей мере с одной из множества первых нитей.

10. Картридж для системы, генерирующей аэрозоль, причем картридж содержит нагреватель в сборе по любому из пп. 7-9 и часть для хранения жидкости для удержания жидкого субстрата, образующего аэрозоль.

11. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая:

картридж по п. 10; и

устройство, генерирующее аэрозоль, при этом картридж выполнен с возможностью разъемного соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, причем устройство, генерирующее аэрозоль, содержит источник питания для подачи электропитания на нагревательный элемент.

12. Способ изготовления нагревательного элемента для системы, генерирующей аэрозоль, причем способ включает в себя этапы, на которых:

предусматривают множество первых нитей, выполненных с возможностью нагрева жидкого субстрата, образующего аэрозоль;

предусматривают множество вторых нитей, выполненных с возможностью переноса жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части их длины для распределения жидкого субстрата, образующего аэрозоль, вдоль по меньшей мере части нагревательного элемента; и

располагают нагревательный элемент таким образом, что он образует сетку, при этом множество первых нитей расположено в первом направлении, а множество вторых нитей расположено во втором направлении, причем второе направление поперечно первому направлению.