НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ УСТРОЙСТВА, ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ Российский патент 2025 года по МПК A24F40/46 

Настоящее изобретение относится к нагревательному узлу для устройства, генерирующего аэрозоль (для генерирования аэрозоля). Настоящее изобретение дополнительно относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и способу изготовления нагревательного узла.

Известным является предоставление устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого пара. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, до температуры, при которой один или более компонентов субстрата, образующего аэрозоль, испаряются без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть предоставлен как часть изделия, генерирующего аэрозоль (для генерирования аэрозоля). Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в полость, такую как нагревательная камера, устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может быть расположен в нагревательной камере или вокруг нее для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, после того как изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль.

Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенной надежностью. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенным качеством изготовления. Было бы желательно иметь нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль, с улучшенной прочностью в процессе изготовления.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предоставлен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может содержать первый слой в виде подложки, причем первый слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать нагревательный элемент, при этом нагревательный элемент расположен на первом слое в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать второй слой в виде подложки, причем второй слой в виде подложки может представлять собой электроизоляционный слой в виде подложки. Второй слой в виде подложки может быть расположен так, что покрывает нагревательный элемент и первый слой в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать датчик температуры. Датчик температуры может быть расположен на втором слое в виде подложки. Нагревательный узел может дополнительно содержать третий слой в виде подложки, причем третий слой в виде подложки может представлять собой электроизоляционный слой в виде подложки. Третий слой в виде подложки может быть расположен так, что по меньшей мере частично покрывает датчик температуры и покрывает второй слой в виде подложки.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предоставлен нагревательный узел для устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел содержит первый слой в виде подложки, причем первый слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки. Нагревательный узел дополнительно содержит нагревательный элемент, при этом нагревательный элемент расположен на первом слое в виде подложки. Нагревательный узел дополнительно содержит второй слой в виде подложки, причем второй слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки. Второй слой в виде подложки расположен так, что покрывает нагревательный элемент и первый слой в виде подложки. Нагревательный узел дополнительно содержит датчик температуры. Датчик температуры расположен на втором слое в виде подложки. Нагревательный узел дополнительно может содержать третий слой в виде подложки, причем третий слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки. Третий слой в виде подложки может быть расположен так, что по меньшей мере частично покрывает датчик температуры и покрывает второй слой в виде подложки.

Предоставление третьего слоя в виде подложки поверх датчика температуры упрощает изготовление. В частности, раньше было проблематичным то, что датчик температуры размещен на клеевом слое второго слоя в виде подложки. Сцепление между любыми из слоев, рассматриваемых в настоящем документе, в частности, сцепление между датчиком температуры и вторым слоем в виде подложки, может быть достигнуто в процессе сборки, основанном на приложении давления и применении высокой температуры (прессование с использованием клея-расплава). Прессование применяется к датчику температуры, который, в свою очередь, расположен на клеевом слое. Проблема заключается в том, что клеевой слой равномерно нанесен на поверхность второго слоя в виде подложки, и датчик температуры занимает лишь ограниченную площадь, в результате чего поверхность прессования входит в контакт с клеевым слоем, что создает значительные трудности в процессе сборки.

Предлагаемое решение заключается в нанесении третьего слоя в виде подложки поверх датчика температуры таким образом, чтобы избежать контакта между поверхностью прессования и клеевым слоем. Третий слой в виде подложки может иметь одно или более отверстий, чтобы позволить электрическим контактам дорожки датчика температуры по-прежнему быть соединенными с датчиком температуры, как будет описано более подробно ниже.

Термин «покрывает» или «покрывать» может означать, что первый слой имеет по существу тот же размер поверхности, что и второй слой, так что первый слой может быть размещен на втором слое таким образом, чтобы площадь поверхности второго слоя, обращенная к первому слою, по существу перекрывалась первым слоем. В случае если первый слой расположен так, что покрывает второй слой, размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 90% площади поверхности второго слоя, предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 80% площади поверхности второго слоя, более предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 70% площади поверхности второго слоя, наиболее предпочтительно размер поверхности первого слоя может составлять по меньшей мере 60% площади поверхности второго слоя.

Нагревательный элемент может быть расположен между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Нагревательный элемент может покрывать только часть поверхности первого слоя в виде подложки. Когда второй слой в виде подложки размещен на первом слое в виде подложки и на нагревательном элементе, второй слой в виде подложки предпочтительно покрывает нагревательный элемент и покрывает остальную часть поверхности первого слоя в виде подложки, на которой расположен нагревательный элемент, и которая не покрыта нагревательным элементом.

Подобным образом, датчик температуры может быть расположен между вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки. Датчик температуры может покрывать только часть поверхности второго слоя в виде подложки. Когда третий слой в виде подложки размещен на втором слое в виде подложки и на датчике температуры, третий слой в виде подложки предпочтительно покрывает датчик температуры и покрывает остальную часть поверхности второго слоя в виде подложки, на которой расположен датчик температуры, и которая не покрыта датчиком температуры.

В конечном нагревательном узле нагревательный элемент и датчик температуры предпочтительно расположены на противоположных поверхностях второго слоя в виде подложки. Следовательно, нагревательный элемент электрически изолирован от датчика температуры через второй слой в виде подложки.

Нагревательный элемент защищен первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки.

Датчик температуры защищен вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки.

Нагревательный элемент может представлять собой резистивный нагреватель. Нагревательный элемент может содержать нагревательную дорожку. Нагревательный элемент может представлять собой нагревательную дорожку. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с возможностью генерирования тепла. Нагревательные дорожки могут представлять собой электрически резистивные нагревательные дорожки. Нагревательные элементы могут содержать электрические контакты для электрического контакта с нагревательными дорожками. Электрические контакты могут быть прикреплены к нагревательным дорожкам с помощью любых известных средств, например, с помощью пайки или сварки. Первый электрический контакт может быть прикреплен к первому концу нагревательных дорожек, и второй электрический контакт может быть прикреплен ко второму концу нагревательных дорожек. Первый конец нагревательных дорожек может представлять собой ближний (проксимальный) конец нагревательных дорожек, и второй конец нагревательных дорожек может представлять собой дальний (дистальный) конец нагревательных дорожек, или наоборот.

Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из нержавеющей стали толщиной приблизительно 50 мкм. Нагревательные дорожки могут быть предпочтительно выполнены из нержавеющей стали толщиной приблизительно 25 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной приблизительно 50,8 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из инконеля толщиной приблизительно 25,4 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из меди толщиной приблизительно 35 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из константана толщиной приблизительно 25 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из никеля толщиной приблизительно 12 мкм. Нагревательные дорожки могут быть выполнены из латуни толщиной приблизительно 25 мкм.

Нагревательный элемент, предпочтительно нагревательные дорожки, может быть напечатан на первом слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с помощью фотопечати на слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут быть выполнены с помощью химического травления на слое в виде подложки.

Термин «нагревательные дорожки» охватывает единственную нагревательную дорожку. Нагревательный элемент или нагревательные дорожки могут быть напечатаны на первом слое в виде подложки.

Нагревательные дорожки могут быть расположены по центру на первом слое в виде подложки. Нагревательные дорожки могут иметь изогнутую форму. Нагревательные дорожки могут иметь криволинейную форму. Нагревательные дорожки могут иметь зигзагообразную форму. Нагревательные дорожки могут иметь извилистую форму.

Нагревательный узел может быть свернут в трубку. До сворачивания слоя в виде подложки в трубчатую форму нагревательные дорожки могут быть плоскими. Нагревательные дорожки или нагревательный элемент могут быть гибкими. Нагревательные дорожки или нагревательный элемент могут быть приспособлены к трубчатой форме слоя в виде подложки при сворачивании слоя в виде подложки в трубчатую форму.

Третий слой в виде подложки может содержать по меньшей мере два отверстия. Два отверстия предоставлены для обеспечения контакта электрических контактов датчика температуры через третий слой в виде подложки.

Два отверстия могут быть выровнены так, чтобы два контакта датчика температуры не были покрыты третьим слоем в виде подложки. Два отверстия могут быть расположены смежно с противоположными концами третьего слоя в виде подложки. Два отверстия могут соответствовать размещению электрических контактов на датчике температуры.

В дополнение к двум отверстиям может быть предоставлено дополнительное отверстие в третьем слое в виде подложки. Третье отверстие может быть расположено по центру в третьем слое в виде подложки. Это третье отверстие может повысить механическую прочность третьего слоя в виде подложки в этой области. В частности, отверстие в середине третьего слоя в виде подложки может усилить фиксацию электрических проводов, контактирующих с электрическими контактами датчика температуры, поскольку электрические провода вступают в контакт с нижележащим клеевым слоем второго слоя в виде подложки в этой области.

Электрические контакты датчика температуры могут быть прикреплены к датчику температуры с помощью любых известных средств, например, с помощью пайки или сварки. Первый электрический контакт может быть прикреплен к первому концу датчика температуры, и второй электрический контакт может быть прикреплен ко второму концу датчика температуры. Первый конец датчика температуры может представлять собой ближний (проксимальный) конец датчика температуры, и второй конец датчика температуры может представлять собой дальний (дистальный) конец датчика температуры, или наоборот.

Датчик температуры может содержать дорожки датчика температуры.

Нагревательный узел может содержать трубку, предпочтительно металлическую трубку, вокруг которой может быть обернут или свернут слой в виде подложки. Металлическая трубка представляет собой предпочтительно трубку из нержавеющей стали. Альтернативно трубка может представлять собой керамическую трубку. Трубка может определять трубчатую форму нагревательного узла. Наружный диаметр трубки может соответствовать внутреннему диаметру первого слоя в виде подложки после сворачивания слоя в виде подложки.

Нагревательный узел может дополнительно содержать нагревательную камеру, приспособленную к трубчатой форме нагревательного узла. Слои в виде подложки вместе с нагревательным элементом и датчиком температуры могут быть свернуты для приспособления к трубке, образующей нагревательную камеру. В этой конфигурации первый слой в виде подложки может образовывать внутренний слой, обращенный к трубке, и третий слой в виде подложки может быть наружным слоем. Первый слой в виде подложки может быть смежным с металлической трубкой, образующей самый внутренний слой нагревательного узла.

Трубка может быть выполнена из нержавеющей стали. Трубка может иметь длину от 10 мм до 35 мм, предпочтительно от 12 мм до 30 мм, предпочтительно от 13 мм до 22 мм. Трубка может представлять собой полую трубку. Полая трубка может иметь внутренний диаметр от 4 мм до 9 мм, предпочтительно от 5 мм до 6 мм или от 6,8 мм до 7,5 мм, предпочтительно приблизительно 5,35 мм или приблизительно 7,3 мм. Трубка может иметь толщину от 70 мкм до 110 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 100 мкм, предпочтительно приблизительно 90 мкм. Трубка может иметь цилиндрическое поперечное сечение. Трубка может иметь круглое поперечное сечение.

Длина первого слоя в виде подложки может быть равна окружности трубки или меньше нее. Первый слой в виде подложки может быть полностью обернут вокруг трубки. Первый слой в виде подложки может быть обернут вокруг трубки один раз, так что поверхность трубки покрыта первым слоем в виде подложки после того, как первый слой в виде подложки был обернут вокруг трубки.

Трубка нагревательной камеры может иметь толщину от 70 мкм до 110 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 100 мкм, предпочтительно приблизительно 90 мкм.

Датчик температуры может представлять собой датчик температуры NTC, Pt100 или предпочтительно Pt1000. Датчик температуры может быть прикреплен ко второму слою в виде подложки посредством клеевого слоя. Датчик температуры может быть выполнен с помощью фотопечати на втором слое в виде подложки. Химическое травление может быть использовано для образования одной или обеих из нагревательных дорожек нагревательного элемента и дорожек датчика температуры. Впоследствии контакты датчика температуры могут быть приварены к дорожкам датчика температуры через отверстия в третьем слое в виде подложки.

Датчик температуры может быть расположен на втором слое в виде подложки, так что, когда нагревательный узел свернут, датчик температуры может быть расположен в области, соответствующей центру первого слоя в виде подложки. Благодаря расположению датчика температуры таким образом, нагревательный элемент может быть проецирован на датчик температуры так, что датчик температуры расположен смежно с самой нагретой частью нагревательного элемента. Самой нагретой частью, смежной с датчиком температуры, может являться центр первого слоя в виде подложки. Нагревательный элемент может быть расположен в центре первого слоя в виде подложки. Датчик температуры может быть расположен непосредственно смежно с нагревательным элементом на расстоянии от нагревательного элемента, равном лишь толщине второго слоя в виде подложки.

Могут быть предоставлены один или более из следующих дополнительных слоев:

первый клеевой слой может быть предоставлен между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом,

второй клеевой слой может быть предоставлен между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки,

третий клеевой слой может быть предоставлен между вторым клеевым слоем и датчиком температуры, и

четвертый клеевой слой может быть предоставлен между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.

Первый клеевой слой может способствовать креплению между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом. Первый клеевой слой может дополнительно способствовать креплению между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки в области первого слоя в виде подложки, не покрытой нагревательным элементом. Второй клеевой слой может способствовать креплению между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки. Третий клеевой слой может способствовать креплению между вторым слоем в виде подложки и датчиком температуры. Третий клеевой слой может дополнительно способствовать креплению между вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки в области третьего клеевого слоя, не покрытой датчиком температуры. Четвертый клеевой слой может способствовать креплению между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.

Один или более из клеевых слоев могут иметь толщину от 2 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 7 мкм, более предпочтительно приблизительно 5 мкм.

Один или более из клеевых слоев могут представлять собой клеевой слой на основе силикона. Клеевой слой может содержать одно или оба из клеев на основе РЕЕК и акриловых клеев.

Один или более из первого слоя в виде подложки, второго слоя в виде подложки и третьего слоя в виде подложки могут содержать полиамидную или полиимидную пленку. Любой из слоев в виде подложки может быть выполнен из полиимида или полиамида. Слои в виде подложки могут быть выполнены с возможностью выдерживания температуры от 220 °C до 320 °C, предпочтительно от 240 °C до 300 °C, предпочтительно приблизительно 280 °C. Любой из слоев в виде подложки может быть выполнен из Pyralux.

Термоусадочный слой может быть расположен вокруг нагревательного узла.

Термоусадочный слой может быть расположен вокруг нагревательного узла при сворачивании нагревательного узла в трубчатую форму. Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью усадки при нагреве. Термоусадочный слой может надежно удерживать вместе нагревательный узел. Термоусадочный слой может быть выполнен с возможностью приложения к нагревательному узлу равномерного направленного внутрь давления. Термоусадочный слой может улучшать контакт между одним или обоими из трубки и первого слоя в виде подложки и вторым слоем в виде подложки и третьим слоем в виде подложки. Термоусадочный слой может удерживать вместе большую часть или все из компонентов нагревательного узла. Термоусадочный слой может быть использован для замены слоев клея или клеевых слоев, описанных в настоящем документе. Альтернативно термоусадочный слой может быть использован в дополнение к слоям клея или клеевым слоям, описанным в настоящем документе.

Толщина термоусадочного слоя может составлять от 100 мкм до 300 мкм, предпочтительно приблизительно 180 мкм.

Термоусадочный слой может быть выполнен из PEEK. Термоусадочный слой может быть выполнен из одного или более из Teflon и PTFE или может содержать их.

Один или более из слоев в виде подложки могут иметь толщину от 10 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 20 мкм до 30 мкм, более предпочтительно приблизительно 25 мкм.

Нагревательный элемент, когда он предпочтительно выполнен из нержавеющей стали, может иметь толщину от 20 мкм до 60 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 50 мкм, более предпочтительно приблизительно 40 мкм. Нагревательные дорожки, когда они предпочтительно выполнены из нержавеющей стали, могут иметь толщину от 20 мкм до 60 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 50 мкм, более предпочтительно приблизительно 40 мкм.

Может быть предоставлен теплоизоляционный слой, окружающий термоусадочный слой. Теплоизоляционный слой предпочтительно выполнен из аэрогеля.

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

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать полость для вмещения изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный узел может быть расположен так, что по меньшей мере частично окружает полость.

Боковая стенка полости может быть образована из трубки, описанной в настоящем документе, предпочтительно трубки из нержавеющей стали. Нагревательный узел может быть установлен на трубке из нержавеющей стали, или трубка может быть частью нагревательного узла и установлена внутри кожуха или внутреннего каркаса устройства, генерирующего аэрозоль.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, причем способ может включать один или более из следующих этапов:

предоставление первого слоя в виде подложки, причем первый слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки,

расположение нагревательного элемента на первом слое в виде подложки,

расположение второго слоя в виде подложки так, чтобы он покрывал нагревательный элемент и первый слой в виде подложки, причем второй слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки,

расположение датчика температуры на втором слое в виде подложки,

расположение третьего слоя в виде подложки так, чтобы он по меньшей мере частично покрывал датчик температуры и покрывал второй слой в виде подложки, причем третий слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу изготовления нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль, причем способ включает следующие этапы:

предоставление первого слоя в виде подложки, причем первый слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки,

расположение нагревательного элемента на первом слое в виде подложки,

расположение второго слоя в виде подложки так, чтобы он покрывал нагревательный элемент и первый слой в виде подложки, причем второй слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки,

расположение датчика температуры на втором слое в виде подложки,

расположение третьего слоя в виде подложки так, чтобы он по меньшей мере частично покрывал датчик температуры и покрывал второй слой в виде подложки, причем третий слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки.

В контексте настоящего документа термины «расположенный раньше по ходу потока» и «расположенный дальше по ходу потока» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, в отношении направления, в котором через устройство, генерирующее аэрозоль, при его использовании проходят потоки воздуха. Устройства, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат ближний (проксимальный) конец, через который при использовании аэрозоль выходит из устройства. Ближний конец устройства, генерирующего аэрозоль, может также называться мундштучным концом или расположенным дальше по ходу потока концом. Мундштучный конец расположен дальше по ходу потока относительно дальнего конца. Дальний (дистальный) конец изделия, генерирующего аэрозоль, может также называться расположенным раньше по ходу потока концом. Компоненты или части компонентов устройства, генерирующего аэрозоль, могут быть описаны как расположенные раньше по ходу потока или расположенные дальше по ходу потока один относительно другого на основании их относительных положений по отношению к траектории потока воздуха устройства, генерирующего аэрозоль.

Во всех аспектах 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 композиционные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику.

Как описано в любом из аспектов настоящего изобретения, нагревательный элемент может содержать внешний нагревательный элемент, причем «внешний» (по отношению) относится к субстрату, образующему аэрозоль. Внешний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, внешний нагревательный элемент может принимать форму одного или более листов гибкой нагревательной фольги или нагревательных дорожек на диэлектрической подложке, например, полиимидной. Диэлектрическая подложка представляет собой слой в виде подложки. Листам гибкой нагревательной фольги или нагревательным дорожкам может быть придана форма, приспособленная к периметру нагревательной камеры. Альтернативно внешний нагревательный элемент может принимать форму металлической решетки или металлических решеток, гибкой печатной платы, литого соединительного устройства (MID), керамического нагревателя, гибкого нагревателя из углеродного волокна или может быть образован с использованием технологии нанесения покрытия, такой как плазменное осаждение из паровой фазы, на слое в виде подложки подходящей формы. Внешний нагревательный элемент может также быть образован с использованием металла, имеющего определенное соотношение между температурой и удельным сопротивлением. В таком приведенном в качестве примера устройстве металл может быть образован в виде дорожки между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Внешний нагревательный элемент, образованный таким образом, может быть использован как для нагрева, так и для отслеживания температуры внешнего нагревательного элемента во время работы.

Нагревательный элемент преимущественно нагревает субстрат, образующий аэрозоль, за счет проводимости. Альтернативно тепло от внутреннего или внешнего нагревательного элемента может быть проведено к субстрату посредством теплопроводного элемента.

Во время работы субстрат, образующий аэрозоль, может полностью содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку через мундштук устройства, генерирующего аэрозоль. Альтернативно во время работы курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может частично содержаться внутри устройства, генерирующего аэрозоль. В этом случае пользователь может осуществлять затяжку непосредственно через курительное изделие.

Нагревательный элемент может быть выполнен в виде индукционного нагревательного элемента. Индукционный нагревательный элемент может содержать индукционную катушку и токоприемник (сусцептор). В целом токоприемник представляет собой материал, способный генерировать тепло при проникновении через него переменного магнитного поля. Согласно настоящему изобретению токоприемник может являться электрически проводящим, или магнитным, или как электрически проводящим, так и магнитным. Переменное магнитное поле, создаваемое одной или несколькими индукционными катушками, нагревает токоприемник, который затем передает тепло субстрату, образующему аэрозоль, вследствие чего образуется аэрозоль. Передача тепла может происходить главным образом за счет тепловой проводимости. Такая передача тепла происходит наилучшим образом, если токоприемник находится в тесном тепловом контакте с субстратом, образующим аэрозоль. При использовании индукционного нагревательного элемента индукционный нагревательный элемент может быть выполнен в виде внешнего нагревателя, как описано в настоящем документе. Если индукционный нагревательный элемент выполнен в виде внешнего нагревательного элемента, токоприемный элемент предпочтительно выполнен в виде цилиндрического токоприемника, по меньшей мере частично окружающего нагревательную камеру. Нагревательные дорожки, описанные в настоящем документе, могут быть выполнены в виде токоприемника. Токоприемник может быть расположен между первым слоем в виде подложки и вторым слоем в виде подложки. Вторая часть слоя в виде подложки может быть окружена индукционной катушкой. Токоприемник, а также индукционная катушка могут являться частью нагревательного узла.

Предпочтительно устройство, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания, выполненный с возможностью подачи питания на один или оба из нагревательного элемента и нагревательного узла. Блок питания предпочтительно содержит источник питания. Предпочтительно источник питания представляет собой батарею, такую как литий-ионная батарея. В качестве альтернативы источник питания может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питания может требовать перезарядки. Например, источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, равного приблизительно шести минутам, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере источник питания может иметь достаточную емкость для обеспечения возможности осуществления заданного количества затяжек или отдельных активаций нагревательного узла.

Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать управляющую электронику. Управляющая электроника может содержать микроконтроллер. Микроконтроллер предпочтительно представляет собой программируемый микроконтроллер. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный узел. Питание может подаваться на нагревательный узел непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный узел в виде импульсов электрического тока.

Управляющая электроника может содержать печатную плату. Управляющая электроника может быть выполнена в виде печатной платы.

Датчик температуры может быть электрически соединен с управляющей электроникой. Длина электрических соединений между датчиком температуры и управляющей электроникой может быть больше, чем расстояние между датчиком температуры и управляющей электроникой. Это может иметь положительный эффект, заключающийся в предотвращении вредного эффекта на электрический контакт между датчиком температуры и управляющей электроникой из-за теплового расширения контактов во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Электрические соединения предпочтительно выполнены в виде электрических проводов (электрических цепей).

Аналогично длина электрических соединений между нагревательным элементом и управляющей электроникой может быть больше, чем расстояние между нагревательным элементом и управляющей электроникой. Это может иметь положительный эффект, заключающийся в предотвращении вредного эффекта на электрический контакт между нагревательным элементом и управляющей электроникой из-за теплового расширения контактов во время работы устройства, генерирующего аэрозоль. Электрические соединения предпочтительно выполнены в виде электрических проводов.

В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» относится к субстрату, способному высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены за счет нагрева или сгорания субстрата, образующего аэрозоль. В качестве альтернативы нагреву или сгоранию в некоторых случаях летучие соединения могут быть высвобождены за счет химической реакции или за счет механического воздействия, такого как воздействие ультразвуком. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть твердым или жидким, или может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль.

В контексте настоящего документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» относится к изделию, содержащему субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым.

В контексте настоящего документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может взаимодействовать с одним или обоими из изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, и картриджа, содержащего субстрат, образующий аэрозоль. В некоторых примерах устройство, генерирующее аэрозоль, может нагревать субстрат, образующий аэрозоль, для способствования высвобождению летучих соединений из субстрата. Работающее от электричества устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать распылитель, такой как электрический нагреватель, для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, с образованием аэрозоля.

В контексте настоящего документа термин «система, генерирующая аэрозоль» относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и субстрата, образующего аэрозоль. Когда субстрат, образующий аэрозоль, образует часть изделия, генерирующего аэрозоль, система, генерирующая аэрозоль, относится к комбинации устройства, генерирующего аэрозоль, и изделия, генерирующего аэрозоль. В системе, генерирующей аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействуют для генерирования аэрозоля.

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

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

на фиг. 1 показан нагревательный узел;

на фиг. 2 показаны слои, образующие нагревательный узел;

на фиг. 3 показаны слои, образующие нагревательный узел, включая третий изоляционный слой; и

на фиг. 4 показан другой ракурс нагревательного узла и, в частности, электрических соединений.

На фиг. 1 показан нагревательный узел 10. Нагревательный узел 10 содержит трубку 12 из нержавеющей стали. Трубка 12 из нержавеющей стали образует внутренний слой нагревательного узла 10. Трубка 12 из нержавеющей стали является трубчатой. Трубка 12 из нержавеющей стали образует нагревательную камеру 14, так что изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, может быть помещено в нагревательную камеру 14 для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, и для создания вдыхаемого аэрозоля.

На фиг. 1 дополнительно показан первый слой 16 в виде подложки. Поверх первого слоя 16 в виде подложки расположен нагревательный элемент 18 в виде нагревательных дорожек. Электрические контакты 20 нагревателя нагревательного элемента 18 также указаны на фиг. 1. На первом слое 16 в виде подложки расположен первый клеевой слой 22 для крепления между первым слоем 16 в виде подложки и нагревательным элементом 18. Кроме того, площадь поверхности первого слоя 16 в виде подложки, не покрытая нагревательным элементом 18, может быть прикреплена ко второму слою 24 в виде подложки посредством первого клеевого слоя 22.

На фиг. 1 дополнительно показан второй слой 24 в виде подложки. На втором слое 24 в виде подложки расположен второй клеевой слой 26. Второй клеевой слой 26 выполняет функцию обеспечения возможности крепления между вторым слоем 24 в виде подложки и датчиком 28 температуры. Второй клеевой слой 26 дополнительно способствует креплению между вторым слоем 24 в виде подложки и контактами 30 датчика в датчике 28 температуры. Наконец, второй клеевой слой 26 способствует креплению между вторым слоем 24 в виде подложки и третьим слоем 38 в виде подложки. Третий слой 38 в виде подложки расположен поверх датчика 28 температуры, как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 3. Третий слой 38 в виде подложки не изображен на фиг. 1. Наконец, термоусадочный слой 32 размещен поверх нагревательного узла 10. Нагрев термоусадочного слоя 32 способствует надежному удерживанию всех компонентов нагревательного узла 10.

На фиг. 2 более подробно показаны слои нагревательного узла 10. Внутренние слои образованы трубкой 12 из нержавеющей стали. Клеевой слой 34 трубки используется для соединения трубки 12 из нержавеющей стали с первым слоем 16 в виде подложки. В качестве следующего слоя нагревательный элемент 18 расположен на первом слое 16 в виде подложки напротив первого клеевого слоя 22. Между нагревательным элементом 18 и вторым слоем 24 в виде подложки расположен клеевой слой 36 нагревателя. Наконец, датчик 28 температуры расположен на втором слое 24 в виде подложки посредством второго клеевого слоя 26.

На фиг. 2 дополнительно показаны предпочтительные значения толщины всех слоев.

На фиг. 3 показано дополнительное размещение третьего слоя 38 в виде подложки поверх датчика 28 температуры посредством клеевого слоя 40 датчика. В третьем слое 38 в виде подложки предоставлены по меньшей мере два отверстия 42, обеспечивающие возможность контакта контактов 30 датчика через третий слой 38 в виде подложки. На фиг. 3 дополнительно показаны предпочтительные значения толщины всех слоев.

На фиг. 4 показан другой ракурс нагревательного узла 10 на виде сверху и до того, как нагревательный узел 10 свернут в трубчатую форму.

Нагревательные дорожки нагревательного элемента 18 изображены на фиг. 4. Два контакта 20 нагревателя предоставлены для обеспечения возможности подачи электрической энергии на нагревательный элемент 18. Кроме того, предоставлены два контакта 30 датчика для электрического контакта с датчиком 28 температуры. На фиг. 4 показаны отверстия в третьем слое 38 в виде подложки, обеспечивающие возможность контакта с датчиком 28 температуры посредством контактов 30 датчика. Кроме того, на фиг. 4 показано третье отверстие в середине третьего слоя 38 в виде подложки для повышения механической прочности соединений датчика 28 температуры, поскольку через это отверстие контакты могут вступать в контакт с клеевым слоем 40 датчика.

Группа изобретений относится к нагревательному узлу для устройства для генерирования аэрозоля, устройству для генерирования аэрозоля и способу изготовления нагревательного узла. Нагревательный узел для устройства для генерирования аэрозоля содержит первый слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки, нагревательный элемент, расположенный на первом слое в виде подложки, второй слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки и покрывающий нагревательный элемент и первый слой в виде подложки, датчик температуры, расположенный на втором слое в виде подложки, третий слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки и по меньшей мере частично покрывающий датчик температуры и покрывающий второй слой в виде подложки. Нагревательный узел содержит по меньшей мере одно из следующего: первый клеевой слой между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом, второй клеевой слой между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки, третий клеевой слой между вторым клеевым слоем и датчиком температуры, и четвертый клеевой слой между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки. Обеспечивается улучшение прочности и надежности нагревательного узла для устройства, генерирующего аэрозоль. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Нагревательный узел для устройства для генерирования аэрозоля, содержащий первый слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки, нагревательный элемент, расположенный на первом слое в виде подложки, второй слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки и покрывающий нагревательный элемент и первый слой в виде подложки, датчик температуры, расположенный на втором слое в виде подложки, третий слой в виде подложки, представляющий собой электроизоляционный слой в виде подложки и по меньшей мере частично покрывающий датчик температуры и покрывающий второй слой в виде подложки, при этом узел содержит по меньшей мере одно из следующего: первый клеевой слой между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом, второй клеевой слой между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки, третий клеевой слой между вторым клеевым слоем и датчиком температуры, и четвертый клеевой слой между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.

2. Узел по п. 1, в котором нагревательный элемент представляет собой резистивный нагреватель.

3. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный элемент содержит нагревательную дорожку, при этом предпочтительно нагревательный элемент представляет собой нагревательную дорожку.

4. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный элемент напечатан на первом слое в виде подложки.

5. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором нагревательный узел свернут в трубку.

6. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором датчик температуры содержит два контакта.

7. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором третий слой в виде подложки содержит по меньшей мере два отверстия.

8. Узел по любому из двух предыдущих пунктов, в котором два отверстия выровнены так, чтобы два контакта были свободны от их покрытия третьим слоем в виде подложки.

9. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором термоусадочный слой расположен вокруг нагревательного узла, при этом термоусадочный слой предпочтительно выполнен из PEEK.

10. Узел по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере один из первого слоя в виде подложки, второго слоя в виде подложки и третьего слоя в виде подложки содержит полиамидную пленку.

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

12. Устройство по предыдущему пункту, содержащее полость для вмещения изделия для генерирования аэрозоля, при этом нагревательный узел расположен с по меньшей мере частичным охватом полости.

13. Устройство по предыдущему пункту, в котором боковая стенка полости образована из трубки из нержавеющей стали, при этом нагревательный узел установлен на трубке из нержавеющей стали.

14. Способ изготовления нагревательного узла для устройства для генерирования аэрозоля, включающий следующие этапы: предоставление первого слоя в виде подложки, представляющего собой электроизоляционный слой в виде подложки; расположение нагревательного элемента на первом слое в виде подложки; расположение второго слоя в виде подложки для покрытия им нагревательного элемента и первого слоя в виде подложки, причем второй слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки; расположение датчика температуры на втором слое в виде подложки; расположение третьего слоя в виде подложки для по меньшей мере частичного покрытия им датчика температуры и покрытия им второго слоя в виде подложки, причем третий слой в виде подложки представляет собой электроизоляционный слой в виде подложки, при этом предусматривают предоставление по меньшей мере одного из следующего: первого клеевого слоя между первым слоем в виде подложки и нагревательным элементом; второго клеевого слоя между нагревательным элементом и вторым слоем в виде подложки; третьего клеевого слоя между вторым клеевым слоем и датчиком температуры; четвертого клеевого слоя между датчиком температуры и третьим слоем в виде подложки.