УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ АЭРОЗОЛЯ C АВТОМАТИЧЕСКИМ ОТКЛЮЧЕНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК A24F40/46 A24F40/57 H01H87/00 

Настоящее изобретение относится к нагревательному узлу для устройства, генерирующего аэрозоль (для генерирования аэрозоля). Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль, которое содержит нагревательный узел.

Известным является предоставление устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать образующий аэрозоль субстрат до температуры, при которой один или более компонентов образующего аэрозоль субстрата испаряются без сжигания образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат может быть предусмотрен в жидкой форме. Образующий аэрозоль субстрат может испаряться в нагревательной камере устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел, содержащий нагревательный элемент, может быть расположен в нагревательной камере или вокруг нее для нагрева образующего аэрозоль субстрата.

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде резистивного нагревательного элемента. Нагревательный элемент может быть расположен рядом с фитильным элементом, выполненным с возможностью переноса образующего аэрозоль субстрата к нагревательному элементу из резервуара для жидкости. Если резервуар для жидкости исчерпан, к нагревательному элементу больше не переносится образующий аэрозоль субстрат. Если нагревательный элемент, тем не менее, работает, когда в фитиле больше нет жидкого субстрата, перегрев может стать проблемой. Перегрев фитильного материала может привести к выделению нежелательных паров.

Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с защитой от перегрева. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, в котором предотвращается выделение нежелательных паров из-за перегрева. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с повышенной безопасностью. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с механической защитой от перегрева. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с автоматической защитой от перегрева.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может содержать первую точку припоя (спайки) и вторую точку припоя (спайки). Нагревательный узел может дополнительно содержать соединительную полоску, электрически соединяющую первую точку припоя со второй точкой припоя. Одна из первой точки припоя и второй точки припоя может быть выполнена в виде мягкой точки припоя с температурой плавления от 200°C до 300°C. Соединительная полоска может быть выполнена в виде биметаллической полоски.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел содержит первую точку припоя и вторую точку припоя. Нагревательный узел дополнительно содержит соединительную полоску, электрически соединяющую первую точку припоя со второй точкой припоя. Одна из первой точки припоя и второй точки припоя выполнена в виде мягкой точки припоя с температурой плавления от 200°C до 300°C. Соединительная полоска выполнена в виде биметаллической полоски.

Нагревательный узел в соответствии с настоящим изобретением имеет автоматическую защиту от перегрева. В случае перегрева мягкая точка припоя будет действовать синергетически вместе с биметаллической полоской, отключая нагревательный узел. Более конкретно, если рабочая температура нагревательного узла превысит желаемую температуру, мягкая точка припоя расплавится. Расплавление мягкой точки припоя приведет к тому, что соединительная полоска, соединяющая мягкую точку припоя, освободится от мягкой точки припоя. В то же время соединительная полоска, выполненная в виде биметаллической полоски, будет изгибаться от мягкой точки припоя из-за повышения температуры. Расплавление мягкой точки припоя вместе с отгибом соединительной полоски приведет к электрическому отключению. Электрическое отключение приведет к отключению функции нагревательного узла и, таким образом, к автоматическому предотвращению перегрева.

Термин «мягкая точка припоя» относится к точке припоя, имеющей относительно низкую температуру плавления, например, температуру плавления ниже 300 °C.

Температура плавления мягкой точки припоя может составлять от 225°C до 275 °C, предпочтительно приблизительно 250°С.

Эта температура плавления оптимизирована для предотвращения перегрева нагревательного узла. Эта температура может быть немного выше рабочей температуры нагревательного узла. Температура плавления мягкой точки припоя может быть выше рабочей температуры нагревательного узла.

Соединительная полоска может быть расположена свободно, охватывая пространство между первой точкой припоя и второй точкой припоя.

Охватывающее расположение соединительной полоски может обеспечивать возможность отгибания соединительной полоски в случае, если температура превышает рабочую температуру нагревательного узла. Как описано в настоящем документе, мягкая точка припоя в этом случае может расплавиться и тем самым освободить часть соединительной полоски, соединенную с мягкой точкой припоя. В то же время соединительная полоска отгибается от мягкой точки припоя из-за биметаллического материала соединительной полоски. Благодаря охватывающему расположению соединительной полоски соединительная полоска может затем отгибаться от мягкой точки припоя, тем самым электрически отключаясь от мягкой точки припоя. В этом случае соединительная полоска может быть подключена только к другой точке припоя, которая не выполнена в виде мягкой точки припоя. Эта другая точка припоя может действовать как шарнир, вокруг которого соединительная полоска вращается во время действия отключения.

Соединительная полоска может быть выполнена с возможностью отключения от мягкой точки припоя путем отгибания от мягкой точки припоя, когда температура соединительной полоски превышает 300 °C, предпочтительно, когда температура соединительной полоски превышает 275 °C, наиболее предпочтительно, когда температура соединительной полоски превышает 250°C.

Температура плавления другой точки припоя, не являющейся мягкой точкой припоя, может составлять от 600°C до 900°C, предпочтительно от 650°C до 850°C, наиболее предпочтительно от 700°C до 800°C.

Эта точка припоя выполнена с возможностью не плавиться в случае перегрева. Эта точка припоя не плавится, а соединительная полоска надежно отгибается, тем самым облегчая электрическое отключение. Соединительная полоска надежно удерживается за счет точки припоя, которая не выполнена в виде мягкой точки припоя, даже в случае перегрева.

Биметаллическая полоска может содержать активный слой и пассивный слой.

Активный слой может иметь более высокий коэффициент теплового расширения, чем пассивный слой. Активный слой может быть обращен к нагревательному узлу. Пассивный слой может быть обращен в сторону от нагревательного узла.

Биметаллическая полоска может содержать слой сплава Fe-Ni и слой одного из Cu, Ni, Fe-Ni-Cr, Fe-Ni-Mn и Mn-Ni-Cu.

Биметаллическая полоска может быть выполнена с возможностью не изменять свою форму при нормальной рабочей температуре нагревательного узла.

Следовательно, при нормальной рабочей температуре между первой и второй точкой припоя не возникает механического напряжения.

Нормальная рабочая температура нагревательного узла может составлять от 90°C до 250°C, предпочтительно от 150°C до 245°C, наиболее предпочтительно от 200°C до 240 °C.

Мягкая точка припоя может содержать одно из Sn95Pb5, Pb, Pb75In25 и Pb68Sn32.

Мягкая точка припоя может состоять из одного из Sn95Pb5, Pb, Pb75In25 и Pb68Sn32.

Другая точка припоя, не являющееся мягкой точкой припоя, может содержать серебро, предпочтительно может состоять из серебра.

Мягкая точка припоя может быть выполнена с возможностью расплавлять и освобождать соединительную полоску, когда температура мягкой точки припоя превышает 300 °C, предпочтительно, когда температура мягкой точки припоя превышает 275 °C, наиболее предпочтительно, когда температура мягкой точки припоя превышает 250 °C.

Нагревательный узел может дополнительно содержать третью точку припоя и нагревательную нить, расположенную электрически соединенной между третьей точкой припоя и одной из первых точек припоя второй точки припоя.

Нагревательное действие нагревательного узла может осуществляться нагревательным элементом. Электрическое соединение нагревательного узла может представлять собой последовательное соединение между нагревательным элементом и соединительной полоской. Нагревательный узел может содержать первый контакт и второй контакт. Первый и второй контакты могут быть выполнены с возможностью подачи электрической энергии на нагревательный узел от источника питания устройства, генерирующего аэрозоль. Первый контакт может быть электрически соединен с третьей точкой припоя. Третья точка припоя может быть выполнена в виде первого контакта. Второй контакт может быть электрически соединен с одной из первой точки припоя и второй точки припоя. Эта точка припоя может быть выполнена в виде второго контакта. Другая из первой точки припоя и второй точки припоя может быть электрически расположена между третьей точкой припоя и точкой припоя, соединенной со вторым контактом. Электрическая энергия может подаваться через нагревательный узел через первый контакт, за которым следует третья точка припоя, за которой следует нагревательная нить, за которой следует одна из первой точки припоя и второй точки припоя, за которой следует соединительная полоска, за которой следует другая из первой точки припоя и второй точки припоя и, наконец, через второй контакт.

Нагревательный элемент может быть расположен таким образом, чтобы электрически соединять третью точку припоя и одну из первой и второй точек припоя. Нагревательный элемент может находиться в непосредственном контакте с фитильным элементом. Нагревательный элемент может быть нанесен на фитильный элемент. Нагревательный элемент может быть встроен в фитильный элемент. Нагревательный элемент может представлять собой одну нить. Нагревательный элемент может иметь S-образную форму.

Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству, генерирующему аэрозоль, которое содержит нагревательный узел, описанный в настоящем документе.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать резервуар для жидкости, который содержит жидкий образующий аэрозоль субстрат и фитильный элемент, выполненный с возможностью переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата из резервуара для жидкости в нагревательный узел.

Нагревательная нить нагревательного узла может быть выполнена с возможностью нагрева и испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата.

Одна или более из первой точки припоя могут быть припаяны, предпочтительно с помощью первой электрической контактной площадки, к фитильному элементу, вторая точка припоя может быть припаяна, предпочтительно с помощью второй электрической контактной площадки, к фитильному элементу, и третья точка припоя может быть припаяна, предпочтительно с помощью третьей электрической контактной площадки, к фитильному элементу. Первая электрическая контактная площадка может быть выполнена в виде первого контакта. Вторая электрическая контактная площадка может быть выполнена в виде второго контакта.

Фитильный элемент может быть удлиненным. Фитильный элемент может быть пластинчатым. Фитильный элемент может быть прямоугольным. Одна или обе из нагревательной нити и соединительной полоски могут быть расположены параллельно фитильному элементу. Одна или более из первой, второй и третьей точки припоя могут быть расположены на фитильном элементе. Одна или более из первой, второй и третьей точки припоя могут быть расположены на фитильном элементе с помощью электрических контактных площадок. Первая точка припоя может быть расположена на фитильном элементе с помощью первой электрической контактной площадки. Вторая точка припоя может быть расположена на фитильном элементе с помощью второй электрической контактной площадки. Третья точка припоя может быть расположена на фитильном элементе с помощью третьей электрической контактной площадки.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать источник питания для питания нагревательного узла и контроллер для управления подачей электрической энергии от источника питания к нагревательному узлу.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать электрическую схему. Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Микропроцессор может быть частью контроллера. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации устройства, генерирующего аэрозоль, или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный элемент в виде импульсов электрического тока. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и предпочтительно с возможностью управления подачей питания на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать источник питания, обычно батарею, внутри основной части устройства, генерирующего аэрозоль. В одном варианте осуществления источником питания является литий-ионная батарея. Альтернативно источником питания может быть никель-металлогидридная батарея, никель-кадмиевая батарея или батарея на основе лития, например литий-кобальтовая, литий-железо-фосфатная, литий-титанатная или литий-полимерная батарея. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки и может иметь емкость, которая обеспечивает накопление достаточного количества энергии для одного или более сеансов использования; например, источник питания может иметь достаточную емкость для непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного элемента.

Источник питания может быть электрически подключен к третьей точке припоя. Источник питания может быть электрически подключен к одной из первых точек припоя и ко второй точке припоя.

В контексте настоящего документа «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с образующим аэрозоль субстратом для генерирования аэрозоля. Образующий аэрозоль субстрат может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль, например, частью курительного изделия. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть курительным устройством, которое взаимодействует с образующим аэрозоль субстратом изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, непосредственно вдыхаемого в легкие пользователя через рот пользователя. Устройством, генерирующим аэрозоль, может быть держатель. Устройство может быть электрически нагреваемым курительным устройством. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать корпус, электрическую схему, источник питания, нагревательную камеру и нагревательный элемент.

В контексте настоящего документа термин «образующий аэрозоль субстрат» относится к субстрату, который способен высвобождать одно или более летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться путем нагрева образующего аэрозоль субстрата. Образующий аэрозоль субстрат для удобства может представлять собой часть изделия, генерирующего аэрозоль, или курительного изделия.

Образующий аэрозоль субстрат может быть предусмотрен в жидкой форме. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать добавки и ингредиенты, такие как ароматизаторы. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать воду, растворители, этанол, растительные экстракты и натуральные или искусственные ароматизаторы. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержать никотин. Концентрация никотина в жидком образующем аэрозоль субстрате может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 10%, например приблизительно 2%. Жидкий образующий аэрозоль субстрат может содержаться в части для хранения жидкости изделия, генерирующего аэрозоль, в этом случае изделие, генерирующее аэрозоль, может быть названо картриджем.

Фитильный элемент может иметь волокнистую или губчатую структуру. Фитильный элемент предпочтительно содержит пучок капилляров. Например, фитильный элемент может содержать множество волокон или нитей или других трубок с мелкими отверстиями. Волокна или нити могут быть, по существу, выровнены для передачи жидкости к нагревателю. Альтернативно фитильный элемент может содержать губкообразный или пенообразный материал. Структура фитильного элемента образует множество небольших каналов или трубок, через которые жидкость может переноситься за счет капиллярного действия. Фитильный элемент 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, вспененные металлические или пластмассовые материалы, волоконный материал, например, изготовленный из крученых или экструдированных волокон, таких как ацетилцеллюлозные, сложнополиэфирные или связанные полиолефиновые, полиэтиленовые, этиленовые или полипропиленовые волокна, нейлоновые волокна или керамика. Керамика является особенно предпочтительным материалом для фитильного элемента. Фитильный элемент предпочтительно является пористым фитильным элементом. Фитильный элемент может иметь любую подходящую капиллярность и пористость, чтобы его можно было использовать с различными физическими свойствами жидкости. Жидкость обладает физическими свойствами, включая, но без ограничения, вязкость, поверхностное натяжение, плотность, теплопроводность, температуру кипения и давление пара, которые обеспечивают возможность транспортировки жидкости через фитильный элемент за счет капиллярного действия. Фитильный элемент может быть выполнен с возможностью подачи образующего аэрозоль субстрата к нагревательному элементу. Фитильный элемент может проходить в промежутки в нагревательном элементе.

Часть для хранения жидкости может иметь любые подходящие форму и размер. Например, часть для хранения жидкости может быть по существу цилиндрической. Поперечное сечение части для хранения жидкости может быть, например, по существу круглым, эллиптическим, квадратным или прямоугольным.

Часть для хранения жидкости может содержать корпус. Корпус может содержать основание и одну или более боковых стенок, проходящих от основания. Основание и одна или более боковых стенок могут быть образованы как единое целое. Основание и одна или более боковых стенок могут быть отдельными элементами, которые прикреплены или присоединены друг к другу. Корпус может представлять собой жесткий корпус. В контексте настоящего документа термин «жесткий корпус» используется для обозначения корпуса, который является самонесущим. Жесткий корпус части для хранения жидкости может обеспечивать механическую опору для средств, генерирующих аэрозоль. Часть для хранения жидкости может содержать одну или более гибких стенок. Гибкие стенки могут быть выполнены с возможностью приспосабливания к объему жидкого образующего аэрозоль субстрата хранящегося в части для хранения жидкости. Корпус части для хранения жидкости может содержать любой подходящий материал. Часть для хранения жидкости может содержать по существу непроницаемый для жидкости материал. Корпус части для хранения жидкости может содержать прозрачную или светопроницаемую часть, таким образом, жидкий образующий аэрозоль субстрат хранящийся в части для хранения жидкости, может быть виден пользователю через корпус. Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, что образующий аэрозоль субстрат, хранящийся в части для хранения жидкости, защищен от окружающего воздуха. Часть для хранения жидкости может быть выполнена таким образом, что образующий аэрозоль субстрат, хранящийся в части для хранения жидкости, защищен от света. Это может уменьшить риск деградации субстрата и может поддерживать высокий уровень гигиены.

Часть для хранения жидкости может быть по существу герметично запечатана. Часть для хранения жидкости может содержать одно или более выпускных отверстий, предназначенных для жидкого образующего аэрозоль субстрата, хранящегося в части для хранения жидкости, для перетекания из части для хранения жидкости в устройство, генерирующее аэрозоль. Часть для хранения жидкости может содержать одно или несколько полуоткрытых впускных отверстий. Это может обеспечить поступление окружающего воздуха в часть для хранения жидкости. Одно или более полуоткрытых впускных отверстий могут быть полупроницаемыми мембранами или обратными клапанами, проницаемыми настолько, чтобы обеспечивать поступление окружающего воздуха внутрь части для хранения жидкости, и непроницаемыми настолько, чтобы по существу предотвращать выход воздуха и жидкости, находящихся внутри части для хранения жидкости, из части для хранения жидкости. Одно или более полуоткрытых впускных отверстий могут предоставлять возможность воздуху проходить внутрь части для хранения жидкости при определенных условиях. Часть для хранения жидкости может быть постоянно расположена в основной части устройства, генерирующего аэрозоль. Часть для хранения жидкости предпочтительно может быть повторно заправляемой. Альтернативно часть для хранения жидкости может быть выполнена в виде заменяемой части для хранения жидкости. Часть для хранения жидкости может быть частью сменного картриджа или выполнена в виде него. Устройство, генерирующее аэрозоль, может быть выполнено с возможностью вмещения картриджа. Новый картридж может быть прикреплен к устройству, генерирующему аэрозоль, когда исходный картридж израсходован.

Предпочтительно фитильный элемент находится в сообщении по текучей среде с частью для хранения жидкости таким образом, чтобы переносить жидкий образующий аэрозоль субстрат из части для хранения жидкости. Фитильный элемент предпочтительно выполнен с возможностью переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата из части для хранения жидкости к нагревательному элементу.

Стенка корпуса устройства, генерирующего аэрозоль, может быть снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием для воздуха. Впускное отверстие для воздуха может быть полуоткрытым впускным отверстием. Полуоткрытое впускное отверстие может быть впускным отверстием, которое допускает поступление воздуха или жидкости в одном направлении, например, в устройство, но по меньшей мере ограничивает, предпочтительно исключает, поступление воздуха или жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие предпочтительно позволяет окружающему воздуху поступать в устройство, генерирующее аэрозоль. Выход воздуха или жидкости из устройства, генерирующего аэрозоль, через полуоткрытое впускное отверстие можно предотвратить. Полуоткрытое впускное отверстие может являться, например, полупроницаемой мембраной, проницаемой только для воздуха в одном направлении, но непроницаемой для воздуха и жидкости в противоположном направлении. Полуоткрытое впускное отверстие может также являться, например, одноходовым клапаном. Предпочтительно полуоткрытые впускные отверстия обеспечивают возможность прохождения воздуха через впускное отверстие только при соблюдении конкретных условий, например, минимального понижения давления в устройстве, генерирующем аэрозоль, или прохождения через клапан или мембрану некоторого объема воздуха.

В любом аспекте настоящего изобретения нагревательный элемент может содержать электрически резистивный материал. Подходящие электрически резистивные материалы включают, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, электрически «проводящую» керамику (такую как, например, дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композиционные материалы, выполненные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают титан, цирконий, тантал, платину, золото и серебро. Примеры подходящих сплавов металлов включают нержавеющую сталь, сплавы, содержащие никель, кобальт, хром, алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, молибден, тантал, вольфрам, олово, галлий, марганец, золото и железо, и суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal® и сплавы на основе железа-марганца-алюминия. В композиционных материалах электрически резистивный материал может быть необязательно 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 предпочтительно выполнен в виде резистивного нагревателя, который расположен между третьей точкой припоя и одной из первой точки припоя и второй точки припоя. Резистивный нагреватель расположен рядом и предпочтительно параллельно фитильному элементу. Альтернативно нагревательный элемент может, например, представлять собой нагреватель в виде капиллярной трубки, сетчатый нагреватель или нагреватель в виде металлической пластины. Нагревательный элемент может содержать плоский нагреватель, например, со сплошной или сетчатой поверхностью. Нагревательный элемент может содержать комплекс нитей. Нагревательный элемент может быть расположен в непосредственном контакте с ближней поверхностью фитильного элемента.

Ниже приведен неисчерпывающий список неограничивающих примеров. Любой один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в настоящем документе.

Пример A: Нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, содержащий:

первую точку припоя;

вторую точку припоя;

соединительную полоску, электрически соединяющую первую точку припоя со второй точкой припоя,

при этом одна из первой точки припоя и второй точки припоя выполнена в виде мягкой точки припоя с температурой плавления от 200°C до 300 °C, и при этом соединительная полоска выполнена в виде биметаллической полоски.

Пример B: Нагревательный узел согласно примеру A, при этом температура плавления мягкой точки припоя составляет от 225°C до 275 °C, предпочтительно приблизительно 250°С.

Пример C: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом соединительная полоска расположена свободно, охватывая пространство между первой точкой припоя и второй точкой припоя.

Пример D: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом соединительная полоска выполнена с возможностью отсоединения от мягкой точки припоя путем отгибания от мягкой точки припоя, когда температура соединительной полоски превышает 300 °C, предпочтительно, когда температура соединительной полоски превышает 275 °C, наиболее предпочтительно, когда температура соединительной полоски превышает 250 °C.

Пример E: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом температура плавления другой точки припоя, не являющейся мягкой точкой припоя, составляет от 600°C до 900 °C, предпочтительно от 650°C до 850 °C, наиболее предпочтительно от 700°C до 800 °C.

Пример F: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом биметаллическая полоска содержит активный слой и пассивный слой.

Пример G: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом биметаллическая полоска содержит слой сплава Fe-Ni и слой одного из Cu, Ni, Fe-Ni-Cr, Fe-Ni-Mn и Mn-Ni-Cu.

Пример H: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом биметаллическая полоска выполнена с возможностью не изменять свою форму при нормальной рабочей температуре нагревательного узла.

Пример I: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом нормальная рабочая температура нагревательного узла составляет от 90°C до 250 °C, предпочтительно от 150°C до 245 °C, наиболее предпочтительно от 200°C до 240 °C.

Пример J: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом мягкая точка припоя содержит одно из Sn95Pb5, Pb, Pb75In25 и Pb68Sn32.

Пример K: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом мягкая точка припоя состоит из одного из Sn95Pb5, Pb, Pb75In25 и Pb68Sn32.

Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом другая точка припоя, не являющаяся мягкой точкой припоя, содержит серебро, предпочтительно состоит из серебра.

Пример L: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, при этом мягкая точка припоя выполнена с возможностью расплавления и высвобождения соединительной полоски, когда температура мягкой точки припоя превышает 300 °C, предпочтительно, когда температура мягкой точки припоя превышает 275 °C, наиболее предпочтительно, когда температура мягкой точки припоя превышает 250 °C.

Пример M: Нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров, дополнительно содержащий третью точку припоя и нагревательную нить, расположенную электрически соединенной между третьей точкой припоя и одной из первых точек припоя второй точки припоя.

Пример N: Устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный узел согласно любому из предыдущих примеров.

Пример O: Устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру N, дополнительно содержащее резервуар для жидкости, содержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат и фитильный элемент, выполненный с возможностью переноса жидкого образующего аэрозоль субстрата из резервуара для жидкости в нагревательный узел.

Пример P: Устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру O, при этом одна или более из первой точки припоя припаяны, предпочтительно с помощью первой электрической контактной площадки, к фитильному элементу, вторая точка припоя припаяна, предпочтительно с помощью второй электрической контактной площадки, к фитильному элементу, и третья точка припоя припаяна, предпочтительно с помощью третьей электрической контактной площадки к фитильному элементу.

Пример Q: Устройство, генерирующее аэрозоль, по одному из примеров от N до P, дополнительно содержащее источник питания для питания нагревательного узла и контроллер для управления подачей электрической энергии от источника питания к нагревательному узлу.

Пример R: Устройство, генерирующее аэрозоль, по примеру Q, при этом источник питания электрически подключен к третьей точке припоя, и при этом источник питания электрически подключен к одному из первой точки припоя и второй точки припоя.

Признаки, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть в равной степени применены к другим вариантам осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение будет далее описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

на фиг. 1 показано устройство, генерирующее аэрозоль, использующее нагревательный узел;

на фиг. 2 показан нагревательный узел;

на фиг. 3 показан вид нагревательного узла в разрезе;

на фиг. 4 показан вид нагревательного узла в разрезе в случае перегрева.

На фиг. 1 показано устройство 10, генерирующее аэрозоль. Устройство 10, генерирующее аэрозоль, содержит основную часть 12. Внутри основной части 12 расположен источник питания в виде батареи (не показано). Кроме того, электрическая схема (не показано) расположена в основной части 12. Электрическая схема выполнена с возможностью управления подачей электрической энергии от источника питания к нагревательному узлу 14.

На фиг. 1 показан картридж 16. Картридж 16 содержит часть 18 для хранения жидкости, выполненную с возможностью удерживания жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат переносят к нагревательному узлу 14. Переносному действию жидкого образующего аэрозоль субстрата предпочтительно способствует фитильный элемент 24, как показано более подробно на рассматриваемых ниже фигурах 2-4. Нагревательный узел 14 расположен между основной частью 12 и картриджем 16. Когда картридж 16 прикреплен к основной части 12, нагревательный узел 14 надежно удерживается между картриджем 16 и основной частью 12. Альтернативно нагревательный узел 14 может быть прикреплен к картриджу 16 или к основной части 12. Картридж 16 является заменяемым или повторно заполняемым. Картридж 16 дополнительно содержит мундштук 20, через который аэрозоль, генерируемый устройством 10, генерирующим аэрозоль, может выходить из устройства и вдыхаться пользователем.

Для соединения по текучей среде нагревательного узла 14 с мундштуком 20 предусмотрен канал 44 для воздушного потока. Образующий аэрозоль субстрат, который испаряется нагревательным узлом 14, может перемещаться по каналу 44 для воздушного потока по направлению к мундштуку 20. Аэрозоль может образовываться в нагревательном узле 14 или ниже по потоку от нагревательного узла 14 в канале 44 для воздушного потока.

Окружающий воздух может всасываться в устройство 10, генерирующее аэрозоль, и направляться к нагревательному узлу 14 через впускное отверстие для воздуха (не показано). Впускное отверстие для воздуха может быть расположено в основной части 12 или в картридже 16. Впускное отверстие для воздуха соединено по текучей среде с нагревательным узлом 14.

На фиг. 2 более подробно показан нагревательный узел 14. Нагревательный узел 14 содержит нагревательный элемент 22. Нагревательный элемент 22 выполнен в виде электрически резистивной нити. Электрически резистивная нить нанесена на фитильный элемент 24 или встроена в него. Нагревательный элемент 22 выполнен с возможностью резистивного нагрева для испарения жидкого образующего аэрозоль субстрата. Жидкий образующий аэрозоль субстрат подлежащий испарению, предусмотрен в фитильном элементе 24.

Фитильный элемент 24 имеет прямоугольную форму. Фитильный элемент 24 расположен параллельно нагревательному элементу 22. Жидкий образующий аэрозоль субстрат переносят в фитильный элемент 24 из части 18 для хранения жидкости устройства 10, генерирующего аэрозоль. Фитильный элемент 24 соединен по текучей среде с жидким субстратом, образующем аэрозоль, в части 18 для хранения жидкости.

Жидкий образующий аэрозоль субстрат испаряемый нагревательным элементом 22, увлекается окружающим воздухом, втягиваемым через канал воздушного потока, к мундштуку 20.

Последовательно с нагревательным элементом 22 расположена соединительная полоска 26. Соединительная полоска 26 представляет собой биметаллическую полоску. Соединительная полоска 26 выполнена с возможностью предотвращения перегрева нагревательного узла 14 путем автоматического отключения электрического соединения нагревательного узла 14 в случае перегрева.

Соединительная полоска 26 имеет активный слой и пассивный слой. Активный слой расположен лицевой стороной к фитильному элементу 24. Пассивный слой расположен лицевой стороной в сторону от фитильного элемента 24. Соединительная планка 26 расположена свободно, охватывая пространство между первой точкой 28 припоя и второй точкой 30 припоя.

Первая точка 28 припоя имеет температуру плавления от 700°C до 800 °C. Следовательно, первая точка 28 припоя не плавится даже в случае перегрева.

Вторая точка 30 припоя имеет температуру плавления приблизительно 250 °C. Вторая точка 30 припоя расплавляется в случае перегрева.

Случай перегрева, в частности, имеет место, если жидкий образующий аэрозоль субстрат в части 18 для хранения жидкости исчерпан. Затем жидкий образующий аэрозоль субстрат больше не подается к фитильному элементу 24. Таким образом, фитильный элемент 24 становится сухим. Сухой фитильный элемент 24 может нагреваться выше нормальной рабочей температуры в диапазоне от 200°C до 240 °C, если нагревательный элемент 22 работает, хотя фитильный элемент 26 сухой. Для предотвращения выделения нежелательных паров из фитильного элемента 24 облегчается предотвращение перегрева.

Предотвращению перегрева способствует плавление второй точки 30 припоя, выполненной в виде мягкой точки припоя. Кроме того, предотвращению перегрева способствует изгибающее действие соединительной полоски 26. В случае превышения температуры приблизительно 250°C вторая точка припоя 30 расплавляется. Таким образом, соединительная полоска 26 больше не прикреплена механически или электрически ко второй точке припоя 30. Соединительная полоска 26 отгибается от второй точки 30 припоя и от фитильного элемента 24. Высвобождение соединительной полоски 26 из-за расплавления второй точки 30 припоя вместе с отгибом соединительной полоски 26 приводит к электрическому отключению соединительной полоски 26. Поскольку нагревательный элемент 22 соединен последовательно с соединительной полоской 26, на нагревательный элемент 22 также больше не подается электрическая энергия. Нагрев прекращается. Достигается предотвращение перегрева.

Нагревательный элемент 22 электрически соединен со второй точкой 30 припоя второй электрической контактной площадкой 32. Вторая электрическая контактная площадка 32 расположена непосредственно на фитильном элементе 24. Вторая точка 30 припоя находится в непосредственном контакте со второй электрической контактной площадкой 32. Соединительная полоска 26 не находится в контакте со второй электрической контактной площадкой 32, а только в контакте со второй точкой припоя 30. Таким образом, в случае перегрева соединительная полоска 26 отсоединяется, в то время как нагревательный элемент 22 остается неизменным.

Первая точка 28 припоя расположена на первой электрической контактной площадке 34. Первая электрическая контактная площадка 34 находится в непосредственном контакте с фитильным элементом 24. Первая точка 28 припоя находится в непосредственном контакте с первой электрической контактной площадкой 34. Первая точка 28 припоя находится в электрическом контакте с источником питания основной части 12 с помощью электрического соединения 40. Нагревательный элемент 22 расположен между второй электрической контактной площадкой 32 и третьей электрической контактной площадкой 36. Третья точка 38 припоя находится в непосредственном контакте с третьей электрической контактной площадкой 36. Третья электрическая контактная площадка 36 находится в непосредственном контакте с фитильным элементом 24. Третья точка 38 припоя электрически соединена с источником питания основной части 12 с помощью электрического соединения 42.

На фиг. 3 показан вид в разрезе нагревательного узла 14 вдоль линии А-А, как показано на фиг. 2. На фиг. 3 показано расположение соединительной полоски 26 при нормальной работе нагревательного узла 14. Соединительная полоска 26 электрически соединена с первой точкой 28 припоя и со второй точкой 30 припоя. Соединительная полоска 26 расположена свободно, охватывая пространство между первой точкой 28 припоя и второй точкой 30 припоя.

На фиг. 4 показан вид в разрезе нагревательного узла 14 вдоль линии А-А, аналогичный фиг. 3. В отличие от фиг. 3, случай перегрева показан на фиг. 4. Из-за того, что температура превышает приблизительно 250°C, вторая точка припоя 30 плавится. В дополнение к расплавлению второй точки 30 припоя соединительная полоска 26 отгибается от второй точки 30 припоя и от фитильного элемента 24. Из-за этих двух внешних проявлений соединительная полоска 26 больше не соединяется со второй точкой припоя 30 и электрическое соединение нагревательного элемента 22 прерывается. Таким образом, нагрев прекращается. Предотвращается перегрев.

Изобретение относится к нагревательному узлу для устройства, генерирующего аэрозоль. Технический результат заключается в обеспечении автоматической защиты нагревательного узла от перегрева. Технический результат достигается тем, что нагревательный содержит первую точку припоя, вторую точку припоя и соединительную полоску, электрически соединяющую первую точку припоя со второй точкой припоя. Одна из точек припоя выполнена в виде мягкой точки припоя с температурой плавления от 225 до 275°C. Соединительная полоска выполнена в виде биметаллической полоски. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Нагревательный узел для устройства для генерирования аэрозоля, содержащий:

первую точку спайки;

вторую точку спайки;

соединительную полоску, электрически соединяющую первую точку спайки со второй точкой спайки,

при этом одна из первой точки спайки и второй точки спайки выполнена в виде мягкой точки спайки с температурой плавления от 225 до 275°C, а соединительная полоска выполнена в виде биметаллической полоски.

2. Узел по п. 1, в котором температура плавления мягкой точки спайки составляет приблизительно 250°С.

3. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором соединительная полоска расположена свободно, перекрывая пространство между первой точкой спайки и второй точкой спайки.

4. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором соединительная полоска выполнена с возможностью отсоединения от мягкой точки спайки путем отгибания от мягкой точки спайки при превышении температуры соединительной полоски 275°C, наиболее предпочтительно при превышении температуры соединительной полоски 250°C.

5. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором температура плавления другой точки спайки, не являющейся мягкой точкой спайки, составляет от 600 до 900°C, предпочтительно от 650 до 850°C, наиболее предпочтительно от 700 до 800°C.

6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором биметаллическая полоска содержит активный слой и пассивный слой.

7. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором биметаллическая полоска содержит слой сплава Fe-Ni и слой одного из Cu, Ni, Fe-Ni-Cr, Fe-Ni-Mn и Mn-Ni-Cu.

8. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором биметаллическая полоска выполнена с возможностью сохранять свою форму при нормальной рабочей температуре нагревательного узла.

9. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нормальная рабочая температура нагревательного узла составляет от 90 до 250°C, предпочтительно от 150 до 245°C, наиболее предпочтительно от 200 до 240°C.

10. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором мягкая точка спайки содержит одно из Sn₉₅Pb₅, Pb, Pb₇₅In₂₅ и Pb₆₈Sn₃₂, предпочтительно состоит из него.

11. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором другая точка спайки, не являющаяся мягкой точкой спайки, содержит серебро, предпочтительно состоит из серебра.

12. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором мягкая точка спайки выполнена с возможностью расплавления и высвобождения соединительной полоски при превышении температуры мягкой точки спайки 275°C, наиболее предпочтительно при превышении температуры соединительной полоски 250°C.

13. Устройство для генерирования аэрозоля, содержащее нагревательный узел по любому из предыдущих пунктов.

14. Устройство по п. 13, дополнительно содержащее резервуар для жидкости, содержащий жидкий образующий аэрозоль субстрат и фитильный элемент, выполненный с возможностью переноса за счет капиллярного действия жидкого образующего аэрозоль субстрата из резервуара для жидкости в нагревательный узел.

15. Устройство по п. 14, в котором одна или более из первой точки спайки припаяны, предпочтительно с помощью первой электрической контактной площадки, к фитильному элементу, вторая точка спайки припаяна, предпочтительно с помощью второй электрической контактной площадки, к фитильному элементу, и третья точка спайки припаяна, предпочтительно с помощью третьей электрической контактной площадки, к фитильному элементу.